[發明專利]視網膜相機及其實現方法

在審

• 申請號: 201910875740.2
• 申請日: 2019-09-17
• 公開（公告）號: CN110507283A
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 陳兵;鄒興文;趙澤宇
• 申請（專利權）人: 福州鑫圖光電有限公司
• 主分類號: A61B3/12
• 分類號: A61B3/12;A61B3/14
• 代理公司: 35214 福州市博深專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 張明<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明提供一種視網膜相機及其實現方法，相機包括：RGBW視網膜傳感器，用于分別感知紅、綠、藍和白色的亮度分量后轉換為對應的電信號；數據采集系統，用于采集所述RGBW視網膜傳感器的電信號后發送至圖像處理系統；圖像處理系統，用于轉換接收到的電信號為對應的原始圖像信號，而后對所述原始圖像信號依次進行色彩插值、RGB顏色分量恢復、顏色校正以及亮度顏色信號融合處理后，得到對應的色彩圖像信號。本發明能實現相機光電感知靈敏度的提高，顯著提高弱光環境下色彩圖像的分辨率和靈敏度，使得在強光和弱光下都能得到高質量的彩色圖像。

技術領域

本發明涉及領域光學和成像技術領域，具體涉及一種視網膜相機及其實現方法。

背景技術

隨著視覺成像行業需求的不斷提高，對成像設備的性能指標如靈敏度等有了更高要求。傳統彩色相機是基于RGGB型Bayer分布的傳感器設計的，其在明場(即強光)下成像很好，但在暗場，即弱光或極弱光下的感知能力欠缺，使得在暗場下的光學成像很差。

人類視覺系統對光的感知是依靠視網膜細胞，視錐細胞負責感知強光和色彩，約有700萬個，主要分布于黃斑中央凹處；視桿細胞8負責感應弱光和無色覺，高達12000萬個，從中央凹處邊緣開始才有視桿細胞，再往外視桿細胞數目逐漸增多。其中視桿細胞8的數量是視錐細胞的18倍之多，在暗場弱光環境下視桿細胞起主要作用。其分布如圖1所示，原圖來自相關資料，所以根據視桿細胞和視錐細胞的比例和分布這一特性，我們可以將視錐細胞等效為光電感知器件中的紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)濾光單元，將視桿細胞視為白色(W)濾光單元，從而提高光電感知單元的靈敏度。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種視網膜相機及其實現方法，在保證白天成像質量的同時，實現在極微弱光的環境也能獲取高分辨率、高靈敏度的彩色圖像。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種視網膜相機，包括依次連接的RGBW視網膜傳感器、數據采集系統和圖像處理系統；

所述RGBW視網膜傳感器，用于分別感知紅、綠、藍和白色的亮度分量后轉換為對應的電信號；

所述數據采集系統，用于采集所述RGBW視網膜傳感器的電信號后發送至圖像處理系統；

所述圖像處理系統，用于轉換接收到的電信號為對應的原始圖像信號，而后對所述原始圖像信號依次進行色彩插值、RGB顏色分量恢復、顏色校正以及亮度顏色信號融合處理后，得到對應的色彩圖像信號。

本發明提供的另一個技術方案為：

一種視網膜相機實現方法，包括：

分別感知紅、綠、藍和白色的亮度分量后轉換為對應的電信號；

采集所述RGBW視網膜傳感器的電信號后發送至圖像處理系統；

轉換接收到的電信號為對應的原始圖像信號，而后對所述原始圖像信號依次進行色彩插值、RGB顏色分量恢復、顏色校正以及亮度顏色信號融合處理后，得到對應的色彩圖像信號。

本發明的有益效果在于：基于視桿細胞和視錐細胞的比例和分布特性，將視錐細胞等效為光電感知器件中的紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)濾光單元，將視桿細胞視為白色(W)濾光單元后進行光電信號的分析處理，以此實現相機光電感知靈敏度的提高，使得在強光和弱光下都能得到高質量的彩色圖像，特別是顯著提高弱光環境下色彩圖像的分辨率和靈敏度。

附圖說明

圖1為人類視覺系統的視網膜細胞分布示意圖；

圖2為本發明一實施例一種視網膜相機的結構連接示意圖；

圖3為本發明實施例一的一種視網膜相機的結構連接示意圖；