Rgb光譜響應曲線的建立方法及系統、感光像元組的制作方法
【專利摘要】本發明提供的RGB光譜響應曲線的建立方法及系統中，方法包括以下步驟：建立感光像元組；獲取感光像元的響應值，第一感光像元的響應值為第一響應值R，第二感光像元的響應值為第二響應值G，第三感光像元的響應值為第三響應值B，第四感光像元的響應值為第四響應值GR，第五感光像元的響應值為第五響應值BG，第六感光像元的響應值為第六響應值RB；計算感光像元組的RGB分量值，RGB分量值包括R分量值R′、G分量值G′和B分量值B′，其中，R′＝R-RB-GR；G′＝G-GR-BG；B′＝B-RB-BG；根據不同光譜段的RGB分量建立RGB光譜響應曲線。本發明還提供一種感光像元組。上述方案能夠解決由于RGB三種光譜響應曲線混疊區較大導致的圖像傳感器所獲取圖像的色彩還原度較低的問題。
【專利說明】RGB光譜響應曲線的建立方法及系統、感光像元組
【技術領域】
[0001]本發明涉及圖像處理【技術領域】，更為具體地說，涉及一種RGB光譜響應曲線的建立方法及系統、感光像元組。
【背景技術】
[0002]目前，拜爾濾波技術是圖像傳感器獲取彩色信息的常用技術。拜爾濾波技術通過拜爾濾鏡實現。圖像傳感器通過拜爾濾鏡獲取彩色信息。在加工的過程中，圖像傳感器的感光像元上設置有鍍層，鍍層包括紅色鍍層01、綠色鍍層02及藍色鍍層03，如圖1所示。上述圖像傳感器上每個感光像元根據鍍層響應某一光譜波段物體，最終獲得相對于該光譜波段的響應值，最后圖像傳感器通過拜爾濾鏡每個感光像元的響應值通過差值、補償等運算最終形成圖像傳感器所獲取圖像的彩色信息。
[0003]請參考附圖2，圖2是目前的圖像傳感器工藝制定的RGB三種光譜響應曲線示意圖。從圖2中可以看出，RGB三種光譜響應曲線之間具有較大的混疊區域(如斜線部分)，在混疊區域，相互混合的兩種(紅色鍍層和綠色鍍層、綠色鍍層和藍色鍍層、或紅色鍍層和藍色鍍層)或三種鍍層(紅色鍍層、綠色鍍層和藍色鍍層)均會產生響應，進而導致每個感光像元均會得到不應該得到的響應值，以此種情況下獲得的響應值進行后續計算等處理會導致所獲取圖像的彩色信息還原度降低。例如，當拍攝紅色物體時，假設紅色物體發射的光譜段為700_左右，圖像傳感器的感光像元的理想響應過程中，具有紅色鍍層的感光像元具有較強的響應，而具有綠色鍍層的感光像元和具有藍色鍍層的感光像元沒有響應或具有較小的響應。但是，根據圖2所示的示意圖可以看出，在拍攝紅色物體時，具有綠色鍍層的感光像元和具有藍色鍍層的感光像元也具有較大的響應，最終導致全部感光像元會得到較大的響應值，圖像傳感器的感光像元得到的響應值經過后續計算后使得所拍攝物體的圖像顏色不紅，即所拍攝圖像的色彩還原度較低。
[0004]綜上所述，如何解決由于RGB三種光譜響應曲線混疊區域較大導致的圖像傳感器所獲取圖像的色彩還原度較低的問題，是目前本領域技術人員亟待解決的技術問題。
【發明內容】
[0005]本發明提供一種RGB光譜響應曲線的建立方法及系統、感光像元組，以解決由于RGB三種光譜響應曲線混疊區較大導致的圖像傳感器所獲取圖像的色彩還原度較低的問題。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案:
[0007]RGB光譜響應曲線的建立方法，包括以下步驟:
[0008]建立感光像元組，所述感光像元組至少包括六個感光像元，分別為第一感光像元、第二感光像元、第三感光像元、第四感光像元、第五感光像元和第六感光像元，所述第一感光像元上鍍紅色鍍層，所述第二感光像元上鍍綠色鍍層，所述第三感光像元上鍍藍色鍍層，所述第四感光像元鍍有綠紅鍍層，所述第五感光像元鍍有藍綠鍍層，所述第六感光像元鍍紅藍鍍層；
[0009]獲取所述感光像元的響應值，所述第一感光像元的響應值為第一響應值R，所述第二感光像元的響應值為第二響應值G，所述第三感光像元的響應值為第三響應值B，所述第四感光像元的響應值為第四響應值GR，所述第五感光像元的響應值為第五響應值BG，所述第六感光像元的響應值為第六響應值RB ；
[0010]計算所述感光像元組的RGB分量值，所述RGB分量值包括R分量值R'、G分量值G'和 B 分量值 B'，其中，R' = R-RB-GR ；G/ = G-GR-BG ；B/ = B-RB-BG ；
[0011]根據不同光譜段的RGB分量建立RGB光譜響應曲線。
[0012]優選的，上述建立方法中，建立感光像元組包括:
[0013]在六個所述感光像元中依次鍍所述紅色鍍層、綠色鍍層和藍色鍍層，進而形成兩組相同的鍍層感光像元；
[0014]在其中一組所述鍍層感光像元上再次鍍上綠色鍍層、藍色鍍層和紅色鍍層，以形成所述綠紅鍍層、藍綠鍍層和紅藍鍍層。
[0015]優選的，上述建立方法中，所述綠紅鍍層、藍綠鍍層和紅藍鍍層相鄰分布。
[0016]優選的，上述建立方法中，還包括:
[0017]增設三個無鍍層感光像元與所述感光像元組形成正方像元矩陣。
[0018]一種感光像元組，所述感光像元組至少包括六個感光像元，分別為第一感光像元、第二感光像元、第三感光像元、第四感光像元、第五感光像元和第六感光像元，所述第一感光像元上鍍有紅色鍍層，所述第二感光像元上鍍有綠色鍍層，所述第三感光像元上鍍有藍色鍍層，所述第四感光像元上鍍有綠紅鍍層，所述第五感光像元上鍍有藍綠鍍層，所述第六感光像元上鍍有紅藍鍍層。
[0019]優選的，上述RGB光譜響應曲線的建立系統中，包括:
[0020]感光像元組，所述感光像元組至少包括六個感光像元，分別為第一感光像元、第二感光像元、第三感光像元、第四感光像元、第五感光像元和第六感光像元，所述第一感光像元上鍍紅色鍍層，所述第二感光像元上鍍綠色鍍層，所述第三感光像元上鍍藍色鍍層，所述第四感光像元鍍有綠紅鍍層，所述第五感光像元鍍有藍綠鍍層，所述第六感光像元鍍有紅藍鍍層；
[0021]獲取單元，與所述感光像元組相連，用于獲取所述感光像元的響應值，所述第一感光像元的響應值為第一響應值R，所述第二感光像元的響應值為第二響應值G，所述第三感光像元的響應值為第三響應值B，所述第四感光像元的響應值為第四響應值GR，所述第五感光像元的響應值為第五響應值BG，所述第六感光像元的響應值為第六響應值RB ；
[0022]計算單元，與所述獲取單元相連，用于計算所述感光像元組的RGB分量值，所述RGB分量值包括R分量值R'、G分量值G'和B分量值B'，其中，R' = R-RB-GR5Gi =G-GR-BG ；B/ = B-RB-BG ；
[0023]建立單元，與所述計算單元相連，用于根據不同光譜段的RGB分量建立RGB光譜響應曲線。
[0024]優選的，上述建立系統中，所述綠紅鍍層、藍綠鍍層和紅藍鍍層相鄰分布。
[0025]本發明提供的RGB光譜響應曲線的建立方法對目前圖像傳感器的鏡頭RGB光譜響應曲線實施優化，減小RGB三種光譜響應曲線的混疊區域，進而能夠降低在感光響應過程中各種鍍層響應之間的干擾程度，最終能夠提高圖像彩色信息的還原度，達到了較好的視覺效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
[0027]圖1是目前的圖像傳感器的感光像元組的示意圖；
[0028]圖2是目前RGB光譜響應曲線的示意圖，圖2中橫坐標代表波長，單位是nm，縱坐標代表響應度；
[0029]圖3是本發明實施例提供的RGB光譜響應曲線的建立方法流程示意圖；
[0030]圖4是本發明實施例提供的圖像傳感器的感光像元組的示意圖；
[0031]圖5是本發明實施例提供的RGB光譜響應曲線的示意圖，圖5中橫坐標代表波長，單位是nm,縱坐標代表響應度。
[0032]上述圖1-圖5中:
[0033]紅色鍍層01、綠色鍍層02、藍色鍍層03 ；
[0034]紅色鍍層11、綠色鍍層12、藍色鍍層13、綠紅鍍層14、藍綠鍍層15、紅藍鍍層16、第一感光像元17、第二感光像元18、第三感光像元19、第四感光像元110、第五感光像元111、第六感光像元112。
【具體實施方式】
[0035]本發明實施例提供了一種RGB光譜響應曲線的建立方法及系統、感光像元組，解決了由于RGB三種光譜響應曲線混疊區較大導致的圖像傳感器所獲取圖像的色彩還原度較低的問題。
[0036]為了使本【技術領域】的人員更好地理解本發明實施例中的技術方案，并使本發明實施例的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明實施例中的技術方案作進一步詳細的說明。
[0037]請參考附圖3，圖3示出了本發明實施例提供的RGB光譜響應曲線的建立方法流程。圖3所示的流程包括以下步驟:
[0038]S101、建立感光像元組。
[0039]請結合參考附圖4，本步驟SlOl中建立感光像元組，其中感光像元組由至少六個感光像元組成，至少六個感光像元組包括第一感光像元17、第二感光像元18、第三感光像元19、第四感光像元110、第五感光像元111和第六感光像元112。其中，第一感光像元17鍍有紅色鍍層11，第二感光像元18鍍有綠色鍍層12，第三感光像元19上鍍有藍色鍍層13，第四感光像元110鍍有綠紅鍍層14，所述綠紅鍍層14指的是由紅色鍍層和綠色鍍層疊置而成的復合鍍層，可以使紅色鍍層位于上層，綠色鍍層位于下層，也可以使綠色鍍層位于上層，紅色鍍層位于下層。第五感光像元111鍍有藍綠鍍層15，所述藍綠鍍層15指的是由藍色鍍層和綠色鍍層疊置而成的復合鍍層，可以使得藍色鍍層位于上層，綠色鍍層位于下層，也可以使得綠色鍍層位于下層，藍色鍍層位于上層，本發明實施例對此不作限制。第六感光像元112鍍有紅藍鍍層16，所述紅藍鍍層16指的是由紅色鍍層和藍色鍍層疊置而成的復合鍍層，可以使得紅色鍍層位于上層，藍色鍍層位于下層，也可以使得藍色鍍層位于上層，紅色鍍層位于下層。
[0040]本發明實施例中，優選的，感光像元組由六個感光像元組成，六個感光像元可以一字排開分布，也可以分兩行分布，本發明實施例不對感光像元組的分布形式作限制。
[0041]S102、獲取感光像元的響應值。
[0042]步驟S102用于獲取步驟SlOl所建立感光像元組中每個感光像元的響應值。我們知道，每個感光像元都會在圖像拍攝的過程中有響應的響應值，本步驟通過獲取感光像元組中每個感光像元的響應值以用于后續步驟S103中的計算。為了便于理解，需要說明如下，第一感光像元17的響應值為第一響應值R，第二感光像元18的響應值為第二響應值G，第三感光像元19的響應值為第三響應值B，第四感光像元110的響應值為第四響應值GR，第五感光像元111的響應值為第五響應值BG，第六感光像元112的響應值為第六響應值RB。
[0043]S103、計算感光像元組的RGB分量值。
[0044]步驟S103用于計算感光像元組的RGB分量值。其中，RGB分量值包括R分量值R'、G 分量值 G'和 B 分量值 B'，其中，R' = R-RB-GR ；G/ = G-GR-BG ；B/ = B-RB-BG0本步驟中，將感光像元組中摻雜有其他分量的響應值濾除，從而得到R分量值、G分量值和B分量值。
[0045]S104、建立RGB光譜響應曲線。
[0046]步驟S104中在不同光譜段根據感光像元組的響應值計算RGB分量值，最終建立RGB光譜響應曲線，如圖5所示，從圖中可以看出RGB光譜響應曲線中各個曲線之間的混疊區面積明顯減小。
[0047]本發明實施例提供的RGB光譜響應曲線的建立方法對目前圖像傳感器的鏡頭RGB光譜響應曲線實施優化，能夠減小三種光譜響應曲線的混疊區域(如5的陰影部分)，進而能夠降低在感光響應過程中各種鍍層之間的干擾程度，最終能夠提高圖像彩色信息的還原度，能夠達到較好的視覺效果。
[0048]請參考附圖4，本發明實施例中綠紅鍍層14、藍綠鍍層15和紅藍鍍層16相鄰分布，即第四感光像元110、第五感光像元111和第六感光像元112相鄰分布。當然，上述綠紅鍍層14、藍綠鍍層15和紅藍鍍層16也可以間隔分布，本發明實施例不限制感光像元組中各個感光像元的分布方式。
[0049]本發明實施例提供了一種建立感光像元組的方法，具體包括以下步驟:
[0050]A、在多個感光像元組中相鄰的六個感光像元中依次鍍有紅色鍍層11、綠色鍍層12和藍色鍍層13，進而形成兩組相同的鍍層感光像元。
[0051]B、在其中一組鍍層感光像元上再次鍍上綠色鍍層、藍色鍍層和紅色鍍層，以形成所述綠紅鍍層14、藍綠鍍層15和紅藍鍍層16。
[0052]上述只是一種具體的感光像元組建立方法，本發明實施例中所述的感光像元組還可以由其他方式制作，對此本發明實施例不作限制。
[0053]更為優選的，本發明實施例提供的RGB光譜響應曲線的建立方法中，還包括增設三個無鍍層感光像元于感光像元組形成正方像元矩陣，這樣可以得到正方像元矩陣(即表面為正方形表面)，進而能夠方便形成各種形狀的像元組合。
[0054]請再次參考附圖4，基于本發明實施例提供的RGB光譜響應曲線的建立方法，本發明實施例還提供一種RGB光譜響應曲線的建立系統，包括:
[0055]感光像元組,本發明實施例中感光像元組由至少六個感光像元組成,至少六個感光像元組包括第一感光像元17、第二感光像元18、第三感光像元19、第四感光像元110、第五感光像元111和第六感光像元112。其中，第一感光像元17鍍有紅色鍍層11，第二感光像元18鍍有綠色鍍層12，第三感光像元19鍍有藍色鍍層13，第四感光像元110鍍有綠紅鍍層14，所述綠紅鍍層14指的是由綠色鍍層和紅色鍍層疊置而成的復合鍍層，可以使綠色鍍層位于上層，紅色鍍層位于下層，也可以使紅色鍍層位于上層，綠色鍍層位于下層。第五感光像元111鍍有藍綠鍍層15，所述藍綠鍍層15指的是由藍色鍍層和綠色鍍層疊置而成的復合鍍層，可以使得藍色鍍層位于上層，綠色鍍層位于下層，也可以使得綠色鍍層位于下層，藍色鍍層位于上層，本發明實施例對此不作限制。第六感光像元112鍍有紅藍鍍層16，所述紅藍鍍層16指的是由紅色鍍層和藍色鍍層疊置而成的復合鍍層，可以使得紅色鍍層位于上層，藍色鍍層位于下層，也可以使得藍色鍍層位于上層，紅色鍍層位于下層。
[0056]優選的，本發明實施例中感光像元組可以由六個感光像元組成，六個感光像元可以一字排開分布，也可以分兩行分布，本發明實施例不對感光像元組的分布形式作限制。
[0057]獲取單元，用于獲取感光像元組中每個感光像元的響應值。每個感光像元都會在圖像拍攝的過程中都會產生響應值，本步驟通過獲取感光像元組中每個感光像元的響應值以用于后續的計算。為了便于理解，需要說明如下，第一感光像元17的響應值為第一響應值R，第二感光像元18的響應值為第二響應值G，第三感光像元19的響應值為第三響應值B，第四感光像元110的響應值為第四響應值GR，第五感光像元111的響應值為第五響應值BG，第六感光像元112的響應值為第六響應值RB。
[0058]計算單元，用于計算感光像元組的RGB分量值。其中，RGB分量值包括R分量值R'、G 分量值G'和 B 分量值 B'，其中，R' =R-RB-GRf = G-GR-BG ；B/ = B-RB-BG。本步驟中，將感光像元組中摻雜有其他分量的響應值濾除，從而得到R、G和B分量值。
[0059]建立單元，用于建立在不同光譜段根據感光像元組的響應值計算RGB分量值，最終建立RGB光譜響應曲線，如圖5所示，從圖中可以看出RGB光譜響應曲線中各個曲線之間的混疊區面積明顯減小。
[0060]本發明實施例提供的RGB光譜響應曲線的建立系統與本發明實施例上文中所提供的RGB光譜響應曲線的建立方法相對應，相對應的有益效果請參考上文中相應部分的描述即可，此不贅述。
[0061]請參考附圖4，本發明實施例中綠紅鍍層14、藍綠鍍層15和紅藍鍍層16相鄰分布，即第四感光像元110、第五感光像元111和第六感光像元112相鄰分布。當然，上述綠紅鍍層14、藍綠鍍層15和紅藍鍍層16也可以間隔分布，本發明實施例不限制感光像元組中各個感光像元的分布方式。
[0062]基于本發明實施例提供的RGB光譜響應曲線的建立方法及系統，本發明實施例還提供了一種感光像元組，所提供的感光像元組為本發明實施例上文中所述的感光像元組，具體請參考上文中所述即可，在此不再贅述。
[0063]本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。
[0064]以上所述的本發明實施方式，并不構成對本發明保護范圍的限定。任何在本發明的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.RGB光譜響應曲線的建立方法，其特征在于，包括以下步驟: 建立感光像元組，所述感光像元組至少包括六個感光像元，分別為第一感光像元、第二感光像元、第三感光像元、第四感光像元、第五感光像元和第六感光像元，所述第一感光像元上鍍紅色鍍層，所述第二感光像元上鍍綠色鍍層，所述第三感光像元上鍍藍色鍍層，所述第四感光像元鍍有綠紅鍍層，所述第五感光像元鍍有藍綠鍍層，所述第六感光像元鍍有紅藍鍍層； 獲取所述感光像元的響應值，所述第一感光像元的響應值為第一響應值R，所述第二感光像元的響應值為第二響應值G，所述第三感光像元的響應值為第三響應值B，所述第四感光像元的響應值為第四響應值GR，所述第五感光像元的響應值為第五響應值BG，所述第六感光像元的響應值為第六響應值RB ； 計算所述感光像元組的RGB分量值，所述RGB分量值包括R分量值R'、G分量值G'和 B 分量值 B'，其中，R' =R-RB-GRf = G-GR-BG ；B/ = B-RB-BG ； 根據不同光譜段的RGB分量建立RGB光譜響應曲線。
2.根據權利要求1所述的建立方法，其特征在于，建立感光像元組包括: 在六個所述感光像元中依次鍍所述紅色鍍層、綠色鍍層和藍色鍍層，進而形成兩組相同的鍍層感光像元； 在其中一組所述鍍層感光像元上再次鍍上綠色鍍層、藍色鍍層和紅色鍍層，以形成所述綠紅鍍層、藍綠鍍層和紅藍鍍層。
3.根據權利要求2所述的建立方法，其特征在于，所述綠紅鍍層、藍綠鍍層和紅藍鍍層相鄰分布。
4.根據權利要求1所述的建立方法，其特征在于，還包括: 增設三個無鍍層感光像元與所述感光像元組形成正方像元矩陣。
5.感光像元組，其特征在于，所述感光像元組至少包括六個感光像元，分別為第一感光像元、第二感光像元、第三感光像元、第四感光像元、第五感光像元和第六感光像元，所述第一感光像元上鍍有紅色鍍層，所述第二感光像元上鍍有綠色鍍層，所述第三感光像元上鍍有藍色鍍層，所述第四感光像元上鍍有綠紅鍍層，所述第五感光像元上鍍有藍綠鍍層，所述第六感光像元上鍍有紅藍鍍層。
6.RGB光譜響應曲線的建立系統，其特征在于，包括: 感光像元組，所述感光像元組至少包括六個感光像元，分別為第一感光像元、第二感光像元、第三感光像元、第四感光像元、第五感光像元和第六感光像元，所述第一感光像元上鍍紅色鍍層，所述第二感光像元上鍍綠色鍍層，所述第三感光像元上鍍藍色鍍層，所述第四感光像元鍍有綠紅鍍層，所述第五感光像元鍍有藍綠鍍層，所述第六感光像元鍍有紅藍鍍層； 獲取單元，與所述感光像元組相連，用于獲取所述感光像元的響應值，所述第一感光像元的響應值為第一響應值R，所述第二感光像元的響應值為第二響應值G，所述第三感光像元的響應值為第三響應值B，所述第四感光像元的響應值為第四響應值GR，所述第五感光像元的響應值為第五響應值BG，所述第六感光像元的響應值為第六響應值RB ； 計算單元，與所述獲取單元相連，用于計算所述感光像元組的RGB分量值，所述RGB分量值包括R分量值R'、G分量值G'和B分量值B'，其中，R' =R-RB_GR;G' = G-GR-BG ；B' = B-RB-BG ； 建立單元，與所述計算單元相連，用于根據不同光譜段的RGB分量建立RGB光譜響應曲線。
7.根據權利要求6所述的建立系統，其特征在于，所述綠紅鍍層、藍綠鍍層和紅藍鍍層相鄰分布。
【文檔編號】H04N9/04GK104320640SQ201410645792
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月12日 優先權日:2014年11月12日
【發明者】謝森, 楊藝, 趙嚴, 張勇 申請人:北京凌云光技術有限責任公司