Las primeras cámaras de video en color a menudo dividían la luz en sensores separados o usaban filtros secuenciales, lo que añadía óptica, problemas de alineación y costo. En 1975, el investigador de Kodak Bryce Bayer patentó una respuesta más simple: colocar un mosaico de color directamente sobre un único sensor de estado sólido.

El truco no era una cuadrícula RGB simétrica. La patente de Bayer hizo que los elementos dominantes en luminancia aparecieran en posiciones alternas, implementado como el ahora familiar patrón Bayer de 2x2 con dos muestras verdes por cada muestra roja y azul.

Ese sesgo coincidía con la percepción humana: el verde porta gran parte del brillo percibido y del detalle de los bordes. El software de la cámara podía hacer demosaicing de las muestras de color dispersas para convertirlas en imágenes RGB completas, mientras los fabricantes mantenían la cámara resistente, compacta y barata.

Muestrear la luminancia el doble de veces que el color

Resolvió el problema de registro de color manteniendo todas las muestras de color en un solo plano de imagen.

Empleó el doble de sitios en verde, donde el ojo extrae la mayor parte de la nitidez de la imagen.

El patrón era lo bastante regular para algoritmos de reconstrucción simples y para la fabricación de sensores.

Convirtió la captura de color de un problema de alineación óptica en un problema repetible de disposición de filtros.

Cuando una señal tiene un valor perceptivo desigual, conviene gastar las muestras escasas en la parte que los usuarios notan más y reconstruir el resto por computación.

El arreglo de filtros de color Bayer se convirtió en la arquitectura predeterminada para las cámaras digitales y los teléfonos con cámara. Alternativas posteriores como Foveon y los mosaicos personalizados de teléfonos cuestionaron partes de él, pero la disposición 2x2 con dos verdes sigue siendo el punto de partida normal para la imagen en color con un solo sensor.

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Las fuentes

  1. Color imaging array Google Patents · patents.google.com ·
  2. Demosaicking Computational Photography · people.csail.mit.edu
  3. Bayer color filter array Federal Agencies Digitization Guidelines Initiative · digitizationguidelines.gov