Брайс Эдвард Байер (/ˈbaɪər/; произносится «ПОКА», 15 августа 1929 [1] – 13 ноября 2012) был американским учёным, который изобрел шаблон фильтра Байера , [1] который используется в большинстве современных цветных цифровых камер. [1] Его называли «маэстро, без которого фотография, как мы знаем, не была бы такой же». [1]
Брайс Эдвард Байер родился в Портленде, штат Мэн , 15 августа 1929 года в семье Элтона и Маргариты Уиллард Байер. Мальчиком он возился с Брауни и другими фотоаппаратами. В 1947 году он окончил среднюю школу Диринга в Портленде, где провел много времени в школьной фотолаборатории. «На самом деле он обработал все фотографии для своего школьного ежегодника», — рассказал The New York Times его сын Дэвид после смерти Байера. [2]
После получения степени бакалавра инженерной физики в Университете штата Мэн в 1951 году Байер переехал в Рочестер, штат Нью-Йорк , чтобы работать научным сотрудником в компании Eastman Kodak , где он оставался до выхода на пенсию в 1986 году. В Kodak он встретил Джоан Фицджеральд. , коллега-исследователь; они поженились в 1954 году. Байер продолжил обучение в Рочестерском университете , где в 1960 году получил степень магистра промышленной статистики .
В 1974 году, когда он работал в исследовательской лаборатории Kodak (KRL), его коллега Питер Диллон попросил Байера рассмотреть наилучшую цветовую схему для использования в интегральном датчике цветного изображения, разрабатываемом Диллоном. [3] Байер задокументировал свои идеи в своей лабораторной тетради KRL 24 мая 1974 года, как показано на рисунке. Его работа включает цветной эскиз его теперь знаменитого «узора Байера». В марте 1975 года компания Kodak подала заявку на патент под названием «Матрица цветных изображений», единственным изобретателем которой была компания Bayer. В патенте, выданном в июле 1976 года под номером 3971065 США [4], описаны цветовые схемы, в которых элементы яркости (например, зеленые) расположены в шахматном порядке, что обеспечивает равномерную выборку яркости как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях.
Шаблон матрицы цветных фильтров Байера был впервые использован в камере Kodak DCS 200, представленной в 1992 году. Сегодня он используется почти во всех одночиповых цветных камерах. В шаблоне Байера половина пикселей собирает зеленый свет, а остальные равномерно делятся между красным и синим светом. [5] Полученные в результате области Найквиста для выборки зеленого цвета поддерживают ту же частоту Найквиста для горизонтальных и вертикальных пространственных частот, что и датчик, имеющий все элементы, чувствительные к зеленому цвету. [6]
«Закон очень прост», — сказал The New York Times после смерти Байера Кен Парульски, бывший главный научный сотрудник подразделения цифровых фотоаппаратов Kodak. «Зеленых элементов в два раза больше, чем красных или синих, потому что это имитирует то, как человеческий глаз обеспечивает наиболее четкое общее цветное изображение». Парульский добавил, что, хотя с тех пор были разработаны десятки других моделей, в том числе некоторые из них самим Парульским, «модель Байера выдержала испытание временем». Ларри Скарфф, бывший председатель группы по стандартам качества изображения камерофонов, сообщил Times, что «девяносто девять целых девять целых девять целых процентов всех цифровых камер — мобильных телефонов, карманных камер, веб-камер и потребительских цифровых видеокамер — используют шаблон Байера для создавать цветные изображения». [2] Доктор Терри Табер, вице-президент и главный технический директор Kodak, заявил, что «элегантная технология цветопередачи, изобретенная Брайсом Байером, лежит в основе почти каждого цифрового изображения, снятого сегодня». [1]
По данным Rochester Democrat and Chronicle, работа Байера над фильтром «помогла подготовить почву для разработки первой работающей цифровой камеры год спустя». Стив Сассон, соавтор первой цифровой камеры, рассказал газете Рочестера, «что вклад Байера был не только новаторским, но и пророческим». Сассон добавил, что «Брайс всегда был для меня героем». Парульский рассказал газете Democrat and Chronicle, что ему «очень повезло работать с Брайсом, начиная с моего самого первого дня в Kodak… Брайс был настолько скромным и непритязательным, что мне потребовались годы, чтобы понять, каким гением он был на самом деле. " Парульски добавил, что «изобретение Байера является основной причиной того, что у нас есть камеры, которые компактны, но обеспечивают четкое изображение».
Вклад Байера в фотографию также включал алгоритмы, которые играют решающую роль в хранении, улучшении и печати цифровых изображений. [7] Будучи ведущим ученым лаборатории информационных технологий физического отдела исследовательских лабораторий Kodak (KRL), Брайс в начале восьмидесятых годов продемонстрировал, что компьютеры могут значительно улучшить качество изображения. Например, он показал большую копию сцены в доке, сделанную из очень маленького негатива камеры Disc. Изображение выглядело так, будто оно было сделано из гораздо большего 35-миллиметрового негатива. На причале можно было увидеть косы веревки.
Около пятнадцати лет назад, в середине шестидесятых, он разработал способ шифрования информации таким образом, чтобы код не мог быть взломан другими. Опять же, он разработал это как руководитель Лаборатории информационных технологий КРЛ. В то время он также изучал работы Шеннона по теории информации и энтропии, кодированию Шеннона-Фано для использования более коротких кодов для более частых слов или сигналов и т. д. Брайс возглавлял группу в области компьютерного программирования, прикладной статистики, информатики и т. д. и прикладная математика. Группа разработала автоматизированный способ выборочного распространения информации среди пользователей на основе их профилей интересов и отзывов об их уровне интересов. Этот процесс похож на процессы, используемые сегодня Google и Amazon.
В середине 1960-х годов в коридоре от группы Брайса работала группа такого же размера, как группа Брайса. Они работали над психофизикой, связанной с оценкой пользователем качества цифрового изображения, цветовосприятием и т. д. Фильтр Байера позволяет системе цифрового изображения делать то, что делает глаз. Дополнительные зеленые датчики предоставляют больше информации о яркости, как это делают палочки в глазу, когда темно. Когда система цифровой визуализации и глаз сталкиваются с ситуациями с низким уровнем освещенности, обе системы могут предоставлять и использовать больше информации о яркости и меньше информации о цветности.
В 2009 году Байер был награжден Медалью прогресса Королевского фотографического общества «в знак признания любого изобретения, исследования, публикации или другого вклада, который привел к важному прорыву в научном или технологическом развитии фотографии или изображений в самом широком смысле». В 2012 году компания Bayer получила первую медаль за создание камер и изображений от Общества инженеров кино и телевидения. [2]
У Байера и его жены было два сына, Дуглас и Дэвид , и дочь Джанет. Байер умер 13 ноября 2012 года в Бате, штат Мэн , от «длительной болезни, связанной с деменцией», сообщил The New York Times его сын Дуглас . [2]