産業用カメラに関するFAQ/Bayerとは何ですか?

Bayerとは何ですか?(No.193)

単板カラーカメラは、1枚の画像センサでフルカラー画像を取得するため、センサ上の各画素にR,G,またはBのカラーフィルタが配置されています。Bayerは、Gのカラーフィルタを市松模様に配置しているのが特徴で、単板カラーカメラの多くがBayer配列を採用しています。RGB色のフィルタの配置順序によってRG、GR、BG、GBの4種類のフィルタ配置があります。

RGフィルタ配置の場合、センサ左上画素にはRフィルタを、その右隣画素にG、2行目左端画素にはG、その右隣画素
にはBのフィルタを配置されます。この4画素のフィルタ配置を繰り返し単位として水平・垂直方向にR,G,Bフィルタが配置されます。

RGRGRGRGRGRG
GBGBGBGBGBGB
RGRGRGRGRGRG
GBGBGBGBGBGB
RGRGRGRGRGRG
GBGBGBGBGBGB

GRフィルタ配置はRGフィルタ配置から左端列をはずした配置、GBフィルタ配置はRGフィルタ配置から上端行をはずした配置です。BGフィルタ配置はRGフィルタ配置から上端行と左端列をはずした配置です。

Bayer配列のセンサの場合、1画素からはR、G、Bのうち1個の色コンポーネントの情報しか取得できません。画素のフィルタ色以外の2色コンポーネントの値は通常は周囲の画素の情報を使用して補間計算で求めます。

単板カラーカメラの多くは、補間計算を行わずセンサ画素値をそのまま出力するBayerピクセルフォーマットのほかに、カメラ内で補間計算を行って出力するRGBピクセルフォーマットもサポートしています。RGBピクセルフォーマットを使用するとPC上での処理は簡単になりますが、カメラインタフェース上に流れる画像データ量が増えることになります。

カメラインタフェースの通信データ量抑制を重視する場合、高フレームレートが必要とされる場合、高度な色コンポーネント補間処理を適用して高品位な画像を取得したい場合などでBayerピクセルフォーマットが好まれます。

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