[發明專利]一種實現3CCD圖像效果的方法

在審

• 申請號: 201710332754.0
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107071372A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 陳木旺
• 申請（專利權）人: 麥克奧迪實業集團有限公司
• 主分類號: H04N9/04
• 分類號: H04N9/04
• 代理公司: 重慶百潤洪知識產權代理有限公司50219
• 代理人: 高姜

技術領域

本發明屬于圖像處理技術領域，具體涉及一種實現3CCD圖像效果的方法。

背景技術

圖像傳感器CCD或者CMOS本身的只能感知光線的強弱(即灰度)，是無法直接感受光線的色彩，需要相應的器件配合以獲得紅(R)、綠(G)、藍(B)三種顏色的信息，再由軟件合成彩色圖像。目前主流的實現彩色圖像拍攝的方式是在CCD或CMOS上加上一個RG1G2B Bayer濾色片，一般簡稱為Bayer相機。Bayer相機的每一個像素上只對應于R、G、B中的一種顏色。由于每個像素只能獲得一種顏色，為了得到該像素的彩色圖像，需要根據周圍的像素計算出每個像素所缺失的另外兩種顏色分量(這個過程也稱為顏色插值)，該方法實現較為簡單，成本較低，得到了廣泛的應用。但由于在插值過程中混合了周邊像素的顏色，會帶來色差現象，進而引起細節信息的損失，即降低了系統的空間分辨率。

在追求更高顏色還原性和高分辨率的場合，一般采用3CCD的方法，即用3個黑白的CCD/CMOS圖像傳感器分別獲得R、G、B三種顏色的圖像，這樣每個物點都能同時獲得R、G、B三種顏色的圖像，也就不需要顏色插值，不存在色差問題，色彩還原性更好，也不會降低空間分辨率。但是需要3個圖像傳感器，同時需要昂貴的分光器件和復雜裝配工藝以實現3個CCD/CMOS間的像素匹配，成本非常高，導致應用受限。所以有更多的是在單CCD/CMOS基礎上進行改善色彩還原性，以降低成本。

專利CN 102572449 A公開了一種基于RGB三基色的圖像處理裝置及方法，采用Bayer相機分時獲得RB和G的圖像，可以改善圖像色彩的還原性，但是需要分時獲得兩幅圖像，速度不快，對空間分辨率改善不明顯，并且需要改進原有的照明及控制電路。

專利CN 1837949 A公開了一種用黑白相機拍攝彩色圖像的成像系統，采用黑白相機分時采樣三種RGB光源照射下的圖片，然后再通過軟件合成，可以實現3CCD的效果，但速度慢，需要改進照明及控制電路，通用性不強。

專利CN104079904公開了一種彩色圖像生成方法及裝置，采用Bayer相機結合微位移的方法，對CCD/CMOS以像素為單位進行微位移，分時獲得RGB的圖像，再通過軟件合成彩色圖像，可以達到3CCD效果，但速度慢，且由于微位移是um級的，控制精度要求高，成本也不低，實現較為復雜。

以上幾種方法都是通過單個圖像傳感器分時獲得多幅圖像以改善色彩還原性，雖然成本較3CCD低，但實現也不簡單，且成像速度較慢，在成像期間要求標本必須是靜止的，不適合活體觀察。

發明內容

本發明目的是：旨在提供一種實現3CCD圖像效果的方法，用以解決現有的圖像處理方法大多通過單個圖像傳感器分時獲得多幅圖像以改善色彩還原性，實現較為復雜，且成像速度較慢，不適合活體觀察等諸多的問題。

為實現上述技術目的，本發明采用的技術方案如下：

一種實現3CCD圖像效果的方法，包括以下步驟：

將Bayer圖像傳感器以2*2個像素為單位分割成多個子塊，每個子塊中含有RG₁G₂B共4個像素，將這4個像素合并成一個新像素，合并像素的顏色計算規則如下：

R_合＝i*R+a，其中i>0，a∈R；

G_合＝m*(G₁+G₂)+b，其中m>0，b∈R；

B_合＝n*B+c，其中n>0，c∈R。

進一步，通過改變光學放大率或者不同型號的圖像傳感器，提高空間采樣率。

進一步，所述的空間采樣率在2倍以上。

進一步，所述的i，m，n的值分別取為1，0.5和1，所述a,b,c的值均為0。

該方法也是基于傳統的Bayer相機實現的，通過選用合適的相機或光學提高空間采樣率進行采集，然后以2*2個像素為單位將Bayer相機的所有像素分成多個子塊，每個子塊包含R、G1、G2、B共4個像素，合并成一個新像素(以下簡稱為合并像素)，合并像素中R合來自RG1G2B中的R，B合來自RG1G2B中的B，G合來自RG1G2B中的G1和G2，這樣合并像素的所有顏色均是來自本合并像素中的顏色信息，沒有相鄰合并像素的信息，避免了傳統顏色插值過程中引起色差的問題，有效提高色彩還原性和空間分辨率，與3CCD的效果相當。