Filtr Bayera w fotografii

Jeśli używasz aparatu fotograficznego to 98% wykorzystuje on matryce w technologii Bayera.

Technikę tę opracował zmarły 13 listopada 2012 roku Bryce Bayer. Urodzony 15 sierpnia 1929 roku w Portland. W 1951 został magistrem fizyki inżynieryjnej z University of Maine. W 1960 otrzymał doktorat w dziedzinie industrial statistics z University of Rochester. W 1951 rozpoczął pracę w firmie Eastman Kodak.

Właśnie z tą firmą związał się na długie lata. Filtr Bayera został opatentowany w  1976 roku. W dalszym czasie nadal pracował nad polepszeniem jakości w fotografii cyfrowej opracowując szereg algorytmów do obróbki obrazów cyfrowych.
W 2009 Royal Photographic Society uhonorowała Bayera nagrodą Progress Award za jego znaczące dokonania.
W 2012 otrzymał Camera Origination and Imaging Medal Award przyznawaną przez Society of Motion Picture and Television Engineers za opracowanie filtru Bayera
Matryce CCD lub CMOS odwzorowują jedynie obraz monochromatyczny. Do uzyskania koloru trzeba umieścić siatkę Bayera pomiędzy światłem padającym, a matrycą światłoczułą.
Dokładnie opisuje to poniższy obrazek:

Napylona na matrycę siatka składa się z trzech kolorów : czerwony, zielony i niebieski. W ten sposób piksele matrycy rejestrują światło w trzech podstawowych kolorach RGB.  Kolory strzałek pokazują barwę światła które pada na siatkę. Kolor filtra nie jest całkowicie taki jak pokazany na schemacie. W oryginale mamy napylane dwie warstwy koloru.  Piksel czerwony to połączenie  żółtej na spodzie i magenty na wierzchu, zielony to żółta i cyjan, a niebieski to cyjan i magenta.  Stosunek poszczególnych kolorów RGB ma się jak 1:2:1. Oznacza to nic innego jak przydzielenie na dwa piksele zielone po jednym pikselu niebieskim i czerwonym.  Czemu zielonych pikseli w filtrze Bayera jest dwa razy więcej niż czerwonych czy niebieskich? Jest to uwarunkowane tym, że ludzkie oko jest najbardziej wrażliwe na ten kolor i to właśnie w tym paśmie wychwytujemy najwięcej szczegółów. Do uzyskania obrazu o bardzo dobrej jakości z tak skomplikowanego układu musi być jeszcze zastosowany algorytm zwany interpolacją Bayera. Algorytm  oszacowuje na podstawie  natężenia światła mierzonego przez sąsiednie piksele, brakujących informacji dla poszczególnych kolorów. Powoduje to proporcjonalny wzrost nasycenia barw względem natężenia padającego światła na każdy piksel.  Z uzyskanych przez to kolorów czerwonego, zielonego i niebieskiego można stworzyć dowolną barwę. Efektem końcowym pracy całego układu jest piękne i kolorowe zdjęcie.