谐光谱过 滤器上。因此，当利用运种光学系统140时，过滤器向在相似角内穿过那里的光线提供相似 的过滤效果（即，针对按不同位置穿过过滤器(穿过过滤器中屯、和边缘）的光束获取光谱过 滤的相似分布图）。
[0065] 应注意到，在系统100的某些配置中，可调谐光谱过滤器120放置在传感器130前 面，并且与传感器120的平面相邻。因此，光学系统140被配置用于缩减交叉可调谐光谱过滤 器并且穿越传感器表面碰撞的光束的角变化。运通过缩减碰撞在传感器的不同像素上的光 束的主光线角的变化，并且还可W缩减每一个光束的边缘至边缘角范围的变化来实现。典 型地(例如，在常规光学设计中），由于对称考虑，因而，碰撞传感器中屯、的光束的主光线角 为0°，其中，在常规光学设计中，碰撞传感器边缘附近的光束的主光线角可W相对较大(例 如，大约32°或更多）。然而，根据本发明，因为使用基于标准具的可调谐光谱过滤器120,所 W该过滤器120的光谱过滤分布图取决于光束的角(而且尤其取决于其主光线角）。因此，希 望缩减在传感器130上成像的光束的主光线角的变化，W改进穿越传感器上的不同像素/位 置的颜色过滤分布图的空间均匀性。为实现其，在本发明的某些实施方式中，光学系统140 包括有远屯、光学装置(例如，远屯、透镜模块），其适于缩减被引导至传感器的光束的主光线 角的变化，同时保持上下角差异在一特定范围内。该远屯、光学装置被配置成将传感器边缘 处的主光线角缩减至低于32°，W改进通过可调谐光谱过滤器120进行颜色过滤的空间均匀 性。而且，该远屯、光学系统140可W被配置成，缩减2个边缘光线之间的差异(其是该光束中 的、碰撞传感器130中的相应像素的光线的角跨度）。结果，接近可调谐光谱过滤器表面的光 锥在平面光谱过滤器的任何地方具有大致相同的入射角和角距(angular subtense)。例 如，在某些实施方式中，该光学系统被期望为，使得针对碰撞传感器中的不同像素的光束的 边缘至边缘角范围的变化优选地小于8% W改进对碰撞传感器的不同光线的光谱过滤的均 匀性。
[0066] 应当明白，光学设计领域的普通技术人员容易清楚怎样基于上面的描述来设计和 配置光学系统，W缩减主光线角的变化和/或缩减碰撞传感器的2个边缘光线之间的差异变 化，并由此，改进穿越传感器的光谱过滤的均匀性。
[0067] 图2B是更详细例示根据本发明的一些实施方式执行的方法200的流程图，该方法 用于通过顺序地获得与不同光谱分布图/颜色相对应的单色图像来并创建彩色图像。方法 200通过用于操作系统100的控制器110来执行，该系统用于获得所述多个单色图像并根据 所述多个单色图像生成彩色图像。
[0068] 在可选操作210中，该控制器分配用于通过传感器获得每一种颜色的预定积分时 间（时隙）。在运点上，应注意到，在一些实施方式中，每颜色预先预定预定积分时间（例如， 硬编码）（操作210.1)。然而，在本发明的一些实施方式中，应用自适应颜色获取方法，根据 该方法，基于所成像的场景来自适应地/动态地分配（例如，现场）每颜色积分时间（操作 210.2)。在后一情况下（210.2)下，控制器可W自适应执行用于确定针对每一种颜色的最佳 积分时间的预备校准步骤，并且还可能确定要抓取的颜色的数量和/或中屯、波长。参照图 2C，对自适应颜色获取方法进行更详细描述。
[0069] 在操作220中，控制器操作可调谐光谱过滤器和传感器，W按照每一种希望颜色顺 序地获取单色图像数据。该希望颜色和用于获得每一种颜色的图像的积分时间在上面步骤 210中获取。为此，操作220.1至220.4针对每一种希望颜色来执行（光谱分布图）。在220.1 中，获取指示要获取的特定颜色/光谱分布图的数据和相应积分时间。在运点上，该光谱分 布图可W按不同方式来表示，例如，通过任何合适颜色代码，和/或简单地通过指示标准具 镜之间的光学距离的数据，或者要提供给用于实现该光学距离的标准具的机械/压电致动 器和/或光电介质的电气信号的幅度。在220.2中，控制器针对希望颜色/光谱分布图来操作 可调谐光谱过滤器(例如，通过适当地调节标准具镜之间的间距）。在220.3年，控制器保持 该光谱分布图达足够时隙持续时间，并且在该颜色的相应积分时间期间，操作传感器来获 得彩色图像的单色图像。最后，在220.4中，控制器获取并存储指示来自传感器的单色图像 的读出（原始)数据。如在220.5中所示，针对每一种颜色重复操作220.1至220.4,直到抓取 所有希望颜色的单色图像为止。
[0070] 操作230典型地在抓取并存储与几种颜色相对应的至少一些单色图像的原始数据 之后执行。控制器通过利用用于将运些图像合并W生成一个彩色图像的一个或更多个图像 融合处理来处理原始数据。
[0071] 应注意到，在一些实施方式中，不同颜色的单色图像在将它们合并成单一彩色图 像之前被检查，W便验证/检查它们的特性/质量。对于标识不足质量的单色图像的情况来 说，可W重新获得相同或相似颜色/光谱分布图的另一单色图像(例如，通过适当地操作可 调谐光谱过滤器和传感器）。例如，在一些情况下，估计/确定在单色图像中获得的亮度/高 强度，并且在确定/标识亮度太低的单色图像(例如，低于某一域值）、获得相同/相似颜色/ 光谱的附加图像(可能利用更长的积分时间）时关联图像，W便获取有关该颜色的更好质量 的图像/信息。接着，W相同/相似颜色分布图所获得的原始图像和/或附加图像中的至少一 个可W与其它单色图像一起使用/合，并W生成彩色图像。
[0072] 该图像融合算法可W可选地包括适于补偿不同颜色的单色图像之间的移位的图 像配准(regis化ation)处理(操作230.1)(运种移位可W因不同颜色的图像通常按稍微不 同的时间（在其期间，可能出现轻微的摄像机移动)获得而发生）。该配准算法可W为缩减模 糊(其出现在所有单幅获取中）作准备。
[0073] 在运点上，应注意到，诸如依靠 Bayer CFA和Bayer去马赛克方案运样的常规成像 技术通过应用考虑摄像机移动的稳定化机制来补偿图像模糊。然而，因场景中的物体移动 而造成的图像模糊不能通过运种方案来处理，由此仍产生模糊图像。为此，有利的是，本发 明为补偿摄像机和场景的两种运种移动而作准备。运通过利用用于在单色图像之间配准的 配准处理来实现。由于每一个单色图像仅在总曝光时间的一部分中获得，因而，大致缩减运 些图像的移动模糊影响（因摄像机和场景移动两者而造成）。由此，用于补偿随时间获取的 单色图像(其被用于组成彩色图像)之间的相对布置的配准处理230.1(通过常规图像配准 技术来执行）提供了图像模糊的实质缩减(每一个单色图像帖都花费比总典型彩色图像曝 光时间更短的时间）。
[0074] 而且，该图像融合算法可W可选地包括用于校准/标准化所抓取单色图像中的强 度的颜色校准处理(操作230.2)。运通过处理不同颜色的单色图像的原始数据W标准化它 们的强度来实现，例如，通过考虑分配给每一种颜色的积分时间、光谱过滤器在调谐成不同 颜色(还可能是，标准具的透射光谱分布图/过滤曲线）时的透射/损失、W及传感器针对每 一种颜色的灵敏度。为此，针对每一种颜色，可W确定特定强度标准化因子并乘W相应单色 图像。
[0075] 在本发明的一些实施方式中，执行可选操作230.3, W缩减来自图像的噪声（如镜 头噪声）。在一些情况下，在被用于构造彩色图像的一个或更多个单色帖中执行帖间噪声缩 减技术，W缩减该帖中的噪声。执行诸如非本地手段(non-local mean)噪声缩减运样的帖 间噪声缩减技术。运种技术利用有关图像帖本身的信息来缩减来自该帖的噪声。
[0076] 另选的是或者另外地，在本发明的一些实施方式中，针对要生成的每一个彩色图 像抓取不同光谱分布图的多个单色帖的事实，有利地针对噪声缩减/过滤的目的而加 W利 用。为此，在230.3中，可W将多帖噪声缩减处理应用至要据W构造彩色图像的单色帖（例 如，应用至它们中的至少两个）。例如，在本发明的某些实施方式中，可W执行基于双边过滤 去噪声技术的多帖去噪声处理，W缩减来自所述多个单色帖的镜头噪声。
[0077] 在运点上，应注意到，在本发明的某些实施方式中，被用于构造彩色图像的所述多 个单色图像可W包括：W相对较长的积分时间抓取并因此具有相对较低噪声内容的至少一 个单色帖;和W相对较短的积分时间抓取并因此具有相对较高噪声内容的一个或更多个单 色帖。例如，在本发明的一些实施方式中，抓取四个单色帖：W长积分时间抓取利用被调谐 成白色（即，调谐成提供大致平坦透射-例如，在至少90%可见光谱范围上大于60%的透射） 的光谱过滤器的一个单色帖（由此，具有低噪声内容）；而R、G和B运Ξ个帖W相对较短积分 时间抓取，由此具有相对较高噪声内容（还可能抓取NIR帖，其可W替换白帖）。接着，在 230.3中，执行基于双边过滤技术的去噪声处理(其它多帖去噪声技术也可W应用），W通过 利用W更长积分时间抓取的白帖的低噪声内容，来缩减R、G和B帖中的噪声，并且还能够缩 减NIR帖中的噪声。
[0078] 由此，一般来说，根据本发明的某些实施方式，被用于构造彩色图像的单色帖包括 至少一个帖，与其它单色帖(被暴露至场景达更长积分时间和/或曝光至来自场景的更高光 强度的帖-例如，在过滤掉更少光时-如在白帖中）相比，该至少一个帖与用于场景照明的改 进曝光相关联。根据本发明，在运种实施方式中，可W执行双边过滤处理，W利用具有用于 场景照明的改进曝光的帖中的信息，W向针对该场景照明欠曝光的帖应用去噪声，并由此， 从根据那些单色帖所生成的最终彩色图像缩减噪声内容。噪声过滤和信号处理领域的普通 技术人员容易清楚的是，怎样应用诸如双边去噪声运样的多帖去噪声技术，W缩减来自与 类似场景相对应的多个帖的噪声。
[0079] 在230.4中，执行图像融合算法，W根据单色图像的相应颜色/光谱分布图来合并 它们（可能在适当地标准化和配准之后），并且生成彩色图像数据。在运点上，在一些情况 下，该最终合并步骤是直接的（strai曲tforward)。特别地讲，在本发明的一些实施方式中， 如在图3A中所示和下面更详细描述的，该标准具被有利且独特地配置成，可调谐成匹配诸 如Bayer CFA运样的常规滤色器阵列的标准颜色/光谱分布图的颜色/光谱分布图。在运种 情况下，生成彩色图像/位图可W通过在来自单色图像的位图中构造每一个像素的RGB数据 来实现。
[0080] 然而，一般来说，在某些情况下，合并可能不会运样直接的，而是可选地需要颜色 修正和/或插值。根据本发明的技术应用的颜色修正处理通常可W包括两类颜色修正处理： [0081 ] (1)可W执行帖间颜色修正，W重新校准颜色强度，其中：
[0082] R?隹=ai*R+a2*G+a3*B
[0083] 嚇隹=bi*R+b2*G+b3 地
[0084] B椅隹=ci*R+C2*G+C3 地
[0085] (2)每像素颜色修正（例如，帖内颜色修正），其中，按指定帖，每像素执行强度校 准，W补偿光谱过滤器透射中的空间变化。
[0086] 可W每像素应用运两种颜色修正技术(每一个像素颜色都可W稍微不同地变换）。 为此，将帖间颜色修正用于在单色图像的特定颜色/光谱分布图/波长(即，在抓取单色图像 时将标准具调谐成的透射光谱分布图）与要生成的彩色图像的调色板之间转换。例如，可W 利用分别被调谐成青色、品红色W及黄色(CMY)的标准具来抓取四个单色图像，而要生成的 彩色图像的调色板可W是RGB调色板。为此，在本发明的一些实施方式中，可W使用颜色插 值/处理，W通过基于获得单色图像的标准具的相应光谱分布图而插值那些图像的对应像 素，来确定彩色图像像素(例如，RGB像素)的强度。
[0087] 在运点上，在本发明的一些实施方式中，该系统可W被设置用于抓取Ξ个W上的 颜色，例如，抓取与NIR、R、G、B相对应的单色图像，并且该彩色图像要用RGB或CMYK来表示。 在某些情况下，该单色图像可W对应于各种任意（例如，预定)颜色/光谱过滤器-例如设及 非标准调色板。为此，可W使用颜色插值，W从标准具的选定光谱分布图的多个单色图像转 换成标准调色板的彩色图像。
[0088] 具体来说，在除了抓取可见光谱中的单色图像W外还抓取NIR光谱中的单色图像 的实施方式中，可W使用NIR图像来增强具体在暗/夜间场景中生成的最终彩色图像。例如， 颜色插值处理可W利用来自NIR的信息，来加强出现在可见光谱中的物体，由此创建暗/低 光场景的更重要图像。
[0089] 在本发明的一些实施方式中，该系统可W被配置用于抓取与Ξ个或更多个颜色分 布图/组合相对应的"单色"图像，据此，可W确定与Ξ个RGB颜色相对应的彩色图像信息，并 且