Rgb光谱响应曲线的建立方法及系统、感光像元组的制作方法
【专利摘要】本发明提供的RGB光谱响应曲线的建立方法及系统中，方法包括以下步骤：建立感光像元组；获取感光像元的响应值，第一感光像元的响应值为第一响应值R，第二感光像元的响应值为第二响应值G，第三感光像元的响应值为第三响应值B，第四感光像元的响应值为第四响应值GR，第五感光像元的响应值为第五响应值BG，第六感光像元的响应值为第六响应值RB；计算感光像元组的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；根据不同光谱段的RGB分量建立RGB光谱响应曲线。本发明还提供一种感光像元组。上述方案能够解决由于RGB三种光谱响应曲线混叠区较大导致的图像传感器所获取图像的色彩还原度较低的问题。
【专利说明】RGB光谱响应曲线的建立方法及系统、感光像元组
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像处理【技术领域】，更为具体地说，涉及一种RGB光谱响应曲线的建立方法及系统、感光像元组。
【背景技术】
[0002]目前，拜尔滤波技术是图像传感器获取彩色信息的常用技术。拜尔滤波技术通过拜尔滤镜实现。图像传感器通过拜尔滤镜获取彩色信息。在加工的过程中，图像传感器的感光像元上设置有镀层，镀层包括红色镀层01、绿色镀层02及蓝色镀层03，如图1所示。上述图像传感器上每个感光像元根据镀层响应某一光谱波段物体，最终获得相对于该光谱波段的响应值，最后图像传感器通过拜尔滤镜每个感光像元的响应值通过差值、补偿等运算最终形成图像传感器所获取图像的彩色信息。
[0003]请参考附图2，图2是目前的图像传感器工艺制定的RGB三种光谱响应曲线示意图。从图2中可以看出，RGB三种光谱响应曲线之间具有较大的混叠区域(如斜线部分)，在混叠区域，相互混合的两种(红色镀层和绿色镀层、绿色镀层和蓝色镀层、或红色镀层和蓝色镀层)或三种镀层(红色镀层、绿色镀层和蓝色镀层)均会产生响应，进而导致每个感光像元均会得到不应该得到的响应值，以此种情况下获得的响应值进行后续计算等处理会导致所获取图像的彩色信息还原度降低。例如，当拍摄红色物体时，假设红色物体发射的光谱段为700_左右，图像传感器的感光像元的理想响应过程中，具有红色镀层的感光像元具有较强的响应，而具有绿色镀层的感光像元和具有蓝色镀层的感光像元没有响应或具有较小的响应。但是，根据图2所示的示意图可以看出，在拍摄红色物体时，具有绿色镀层的感光像元和具有蓝色镀层的感光像元也具有较大的响应，最终导致全部感光像元会得到较大的响应值，图像传感器的感光像元得到的响应值经过后续计算后使得所拍摄物体的图像颜色不红，即所拍摄图像的色彩还原度较低。
[0004]综上所述，如何解决由于RGB三种光谱响应曲线混叠区域较大导致的图像传感器所获取图像的色彩还原度较低的问题，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种RGB光谱响应曲线的建立方法及系统、感光像元组，以解决由于RGB三种光谱响应曲线混叠区较大导致的图像传感器所获取图像的色彩还原度较低的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案:
[0007]RGB光谱响应曲线的建立方法，包括以下步骤:
[0008]建立感光像元组，所述感光像元组至少包括六个感光像元，分别为第一感光像元、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镀红色镀层，所述第二感光像元上镀绿色镀层，所述第三感光像元上镀蓝色镀层，所述第四感光像元镀有绿红镀层，所述第五感光像元镀有蓝绿镀层，所述第六感光像元镀红蓝镀层；
[0009]获取所述感光像元的响应值，所述第一感光像元的响应值为第一响应值R，所述第二感光像元的响应值为第二响应值G，所述第三感光像元的响应值为第三响应值B，所述第四感光像元的响应值为第四响应值GR，所述第五感光像元的响应值为第五响应值BG，所述第六感光像元的响应值为第六响应值RB ；
[0010]计算所述感光像元组的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]根据不同光谱段的RGB分量建立RGB光谱响应曲线。
[0012]优选的，上述建立方法中，建立感光像元组包括:
[0013]在六个所述感光像元中依次镀所述红色镀层、绿色镀层和蓝色镀层，进而形成两组相同的镀层感光像元；
[0014]在其中一组所述镀层感光像元上再次镀上绿色镀层、蓝色镀层和红色镀层，以形成所述绿红镀层、蓝绿镀层和红蓝镀层。
[0015]优选的，上述建立方法中，所述绿红镀层、蓝绿镀层和红蓝镀层相邻分布。
[0016]优选的，上述建立方法中，还包括:
[0017]增设三个无镀层感光像元与所述感光像元组形成正方像元矩阵。
[0018]一种感光像元组，所述感光像元组至少包括六个感光像元，分别为第一感光像元、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镀有红色镀层，所述第二感光像元上镀有绿色镀层，所述第三感光像元上镀有蓝色镀层，所述第四感光像元上镀有绿红镀层，所述第五感光像元上镀有蓝绿镀层，所述第六感光像元上镀有红蓝镀层。
[0019]优选的，上述RGB光谱响应曲线的建立系统中，包括:
[0020]感光像元组，所述感光像元组至少包括六个感光像元，分别为第一感光像元、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镀红色镀层，所述第二感光像元上镀绿色镀层，所述第三感光像元上镀蓝色镀层，所述第四感光像元镀有绿红镀层，所述第五感光像元镀有蓝绿镀层，所述第六感光像元镀有红蓝镀层；
[0021]获取单元，与所述感光像元组相连，用于获取所述感光像元的响应值，所述第一感光像元的响应值为第一响应值R，所述第二感光像元的响应值为第二响应值G，所述第三感光像元的响应值为第三响应值B，所述第四感光像元的响应值为第四响应值GR，所述第五感光像元的响应值为第五响应值BG，所述第六感光像元的响应值为第六响应值RB ；
[0022]计算单元，与所述获取单元相连，用于计算所述感光像元组的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]建立单元，与所述计算单元相连，用于根据不同光谱段的RGB分量建立RGB光谱响应曲线。
[0024]优选的，上述建立系统中，所述绿红镀层、蓝绿镀层和红蓝镀层相邻分布。
[0025]本发明提供的RGB光谱响应曲线的建立方法对目前图像传感器的镜头RGB光谱响应曲线实施优化，减小RGB三种光谱响应曲线的混叠区域，进而能够降低在感光响应过程中各种镀层响应之间的干扰程度，最终能够提高图像彩色信息的还原度，达到了较好的视觉效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0027]图1是目前的图像传感器的感光像元组的示意图；
[0028]图2是目前RGB光谱响应曲线的示意图，图2中横坐标代表波长，单位是nm，纵坐标代表响应度；
[0029]图3是本发明实施例提供的RGB光谱响应曲线的建立方法流程示意图；
[0030]图4是本发明实施例提供的图像传感器的感光像元组的示意图；
[0031]图5是本发明实施例提供的RGB光谱响应曲线的示意图，图5中横坐标代表波长，单位是nm,纵坐标代表响应度。
[0032]上述图1-图5中:
[0033]红色镀层01、绿色镀层02、蓝色镀层03 ；
[0034]红色镀层11、绿色镀层12、蓝色镀层13、绿红镀层14、蓝绿镀层15、红蓝镀层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。
【具体实施方式】
[0035]本发明实施例提供了一种RGB光谱响应曲线的建立方法及系统、感光像元组，解决了由于RGB三种光谱响应曲线混叠区较大导致的图像传感器所获取图像的色彩还原度较低的问题。
[0036]为了使本【技术领域】的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中的技术方案作进一步详细的说明。
[0037]请参考附图3，图3示出了本发明实施例提供的RGB光谱响应曲线的建立方法流程。图3所示的流程包括以下步骤:
[0038]S101、建立感光像元组。
[0039]请结合参考附图4，本步骤SlOl中建立感光像元组，其中感光像元组由至少六个感光像元组成，至少六个感光像元组包括第一感光像元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镀有红色镀层11，第二感光像元18镀有绿色镀层12，第三感光像元19上镀有蓝色镀层13，第四感光像元110镀有绿红镀层14，所述绿红镀层14指的是由红色镀层和绿色镀层叠置而成的复合镀层，可以使红色镀层位于上层，绿色镀层位于下层，也可以使绿色镀层位于上层，红色镀层位于下层。第五感光像元111镀有蓝绿镀层15，所述蓝绿镀层15指的是由蓝色镀层和绿色镀层叠置而成的复合镀层，可以使得蓝色镀层位于上层，绿色镀层位于下层，也可以使得绿色镀层位于下层，蓝色镀层位于上层，本发明实施例对此不作限制。第六感光像元112镀有红蓝镀层16，所述红蓝镀层16指的是由红色镀层和蓝色镀层叠置而成的复合镀层，可以使得红色镀层位于上层，蓝色镀层位于下层，也可以使得蓝色镀层位于上层，红色镀层位于下层。
[0040]本发明实施例中，优选的，感光像元组由六个感光像元组成，六个感光像元可以一字排开分布，也可以分两行分布，本发明实施例不对感光像元组的分布形式作限制。
[0041]S102、获取感光像元的响应值。
[0042]步骤S102用于获取步骤SlOl所建立感光像元组中每个感光像元的响应值。我们知道，每个感光像元都会在图像拍摄的过程中有响应的响应值，本步骤通过获取感光像元组中每个感光像元的响应值以用于后续步骤S103中的计算。为了便于理解，需要说明如下，第一感光像元17的响应值为第一响应值R，第二感光像元18的响应值为第二响应值G，第三感光像元19的响应值为第三响应值B，第四感光像元110的响应值为第四响应值GR，第五感光像元111的响应值为第五响应值BG，第六感光像元112的响应值为第六响应值RB。
[0043]S103、计算感光像元组的RGB分量值。
[0044]步骤S103用于计算感光像元组的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本步骤中，将感光像元组中掺杂有其他分量的响应值滤除，从而得到R分量值、G分量值和B分量值。
[0045]S104、建立RGB光谱响应曲线。
[0046]步骤S104中在不同光谱段根据感光像元组的响应值计算RGB分量值，最终建立RGB光谱响应曲线，如图5所示，从图中可以看出RGB光谱响应曲线中各个曲线之间的混叠区面积明显减小。
[0047]本发明实施例提供的RGB光谱响应曲线的建立方法对目前图像传感器的镜头RGB光谱响应曲线实施优化，能够减小三种光谱响应曲线的混叠区域(如5的阴影部分)，进而能够降低在感光响应过程中各种镀层之间的干扰程度，最终能够提高图像彩色信息的还原度，能够达到较好的视觉效果。
[0048]请参考附图4，本发明实施例中绿红镀层14、蓝绿镀层15和红蓝镀层16相邻分布，即第四感光像元110、第五感光像元111和第六感光像元112相邻分布。当然，上述绿红镀层14、蓝绿镀层15和红蓝镀层16也可以间隔分布，本发明实施例不限制感光像元组中各个感光像元的分布方式。
[0049]本发明实施例提供了一种建立感光像元组的方法，具体包括以下步骤:
[0050]A、在多个感光像元组中相邻的六个感光像元中依次镀有红色镀层11、绿色镀层12和蓝色镀层13，进而形成两组相同的镀层感光像元。
[0051]B、在其中一组镀层感光像元上再次镀上绿色镀层、蓝色镀层和红色镀层，以形成所述绿红镀层14、蓝绿镀层15和红蓝镀层16。
[0052]上述只是一种具体的感光像元组建立方法，本发明实施例中所述的感光像元组还可以由其他方式制作，对此本发明实施例不作限制。
[0053]更为优选的，本发明实施例提供的RGB光谱响应曲线的建立方法中，还包括增设三个无镀层感光像元于感光像元组形成正方像元矩阵，这样可以得到正方像元矩阵(即表面为正方形表面)，进而能够方便形成各种形状的像元组合。
[0054]请再次参考附图4，基于本发明实施例提供的RGB光谱响应曲线的建立方法，本发明实施例还提供一种RGB光谱响应曲线的建立系统，包括:
[0055]感光像元组,本发明实施例中感光像元组由至少六个感光像元组成,至少六个感光像元组包括第一感光像元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镀有红色镀层11，第二感光像元18镀有绿色镀层12，第三感光像元19镀有蓝色镀层13，第四感光像元110镀有绿红镀层14，所述绿红镀层14指的是由绿色镀层和红色镀层叠置而成的复合镀层，可以使绿色镀层位于上层，红色镀层位于下层，也可以使红色镀层位于上层，绿色镀层位于下层。第五感光像元111镀有蓝绿镀层15，所述蓝绿镀层15指的是由蓝色镀层和绿色镀层叠置而成的复合镀层，可以使得蓝色镀层位于上层，绿色镀层位于下层，也可以使得绿色镀层位于下层，蓝色镀层位于上层，本发明实施例对此不作限制。第六感光像元112镀有红蓝镀层16，所述红蓝镀层16指的是由红色镀层和蓝色镀层叠置而成的复合镀层，可以使得红色镀层位于上层，蓝色镀层位于下层，也可以使得蓝色镀层位于上层，红色镀层位于下层。
[0056]优选的，本发明实施例中感光像元组可以由六个感光像元组成，六个感光像元可以一字排开分布，也可以分两行分布，本发明实施例不对感光像元组的分布形式作限制。
[0057]获取单元，用于获取感光像元组中每个感光像元的响应值。每个感光像元都会在图像拍摄的过程中都会产生响应值，本步骤通过获取感光像元组中每个感光像元的响应值以用于后续的计算。为了便于理解，需要说明如下，第一感光像元17的响应值为第一响应值R，第二感光像元18的响应值为第二响应值G，第三感光像元19的响应值为第三响应值B，第四感光像元110的响应值为第四响应值GR，第五感光像元111的响应值为第五响应值BG，第六感光像元112的响应值为第六响应值RB。
[0058]计算单元，用于计算感光像元组的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。本步骤中，将感光像元组中掺杂有其他分量的响应值滤除，从而得到R、G和B分量值。
[0059]建立单元，用于建立在不同光谱段根据感光像元组的响应值计算RGB分量值，最终建立RGB光谱响应曲线，如图5所示，从图中可以看出RGB光谱响应曲线中各个曲线之间的混叠区面积明显减小。
[0060]本发明实施例提供的RGB光谱响应曲线的建立系统与本发明实施例上文中所提供的RGB光谱响应曲线的建立方法相对应，相对应的有益效果请参考上文中相应部分的描述即可，此不赘述。
[0061]请参考附图4，本发明实施例中绿红镀层14、蓝绿镀层15和红蓝镀层16相邻分布，即第四感光像元110、第五感光像元111和第六感光像元112相邻分布。当然，上述绿红镀层14、蓝绿镀层15和红蓝镀层16也可以间隔分布，本发明实施例不限制感光像元组中各个感光像元的分布方式。
[0062]基于本发明实施例提供的RGB光谱响应曲线的建立方法及系统，本发明实施例还提供了一种感光像元组，所提供的感光像元组为本发明实施例上文中所述的感光像元组，具体请参考上文中所述即可，在此不再赘述。
[0063]本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
[0064]以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.RGB光谱响应曲线的建立方法，其特征在于，包括以下步骤: 建立感光像元组，所述感光像元组至少包括六个感光像元，分别为第一感光像元、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镀红色镀层，所述第二感光像元上镀绿色镀层，所述第三感光像元上镀蓝色镀层，所述第四感光像元镀有绿红镀层，所述第五感光像元镀有蓝绿镀层，所述第六感光像元镀有红蓝镀层； 获取所述感光像元的响应值，所述第一感光像元的响应值为第一响应值R，所述第二感光像元的响应值为第二响应值G，所述第三感光像元的响应值为第三响应值B，所述第四感光像元的响应值为第四响应值GR，所述第五感光像元的响应值为第五响应值BG，所述第六感光像元的响应值为第六响应值RB ； 计算所述感光像元组的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 ； 根据不同光谱段的RGB分量建立RGB光谱响应曲线。
2.根据权利要求1所述的建立方法，其特征在于，建立感光像元组包括: 在六个所述感光像元中依次镀所述红色镀层、绿色镀层和蓝色镀层，进而形成两组相同的镀层感光像元； 在其中一组所述镀层感光像元上再次镀上绿色镀层、蓝色镀层和红色镀层，以形成所述绿红镀层、蓝绿镀层和红蓝镀层。
3.根据权利要求2所述的建立方法，其特征在于，所述绿红镀层、蓝绿镀层和红蓝镀层相邻分布。
4.根据权利要求1所述的建立方法，其特征在于，还包括: 增设三个无镀层感光像元与所述感光像元组形成正方像元矩阵。
5.感光像元组，其特征在于，所述感光像元组至少包括六个感光像元，分别为第一感光像元、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镀有红色镀层，所述第二感光像元上镀有绿色镀层，所述第三感光像元上镀有蓝色镀层，所述第四感光像元上镀有绿红镀层，所述第五感光像元上镀有蓝绿镀层，所述第六感光像元上镀有红蓝镀层。
6.RGB光谱响应曲线的建立系统，其特征在于，包括: 感光像元组，所述感光像元组至少包括六个感光像元，分别为第一感光像元、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镀红色镀层，所述第二感光像元上镀绿色镀层，所述第三感光像元上镀蓝色镀层，所述第四感光像元镀有绿红镀层，所述第五感光像元镀有蓝绿镀层，所述第六感光像元镀有红蓝镀层； 获取单元，与所述感光像元组相连，用于获取所述感光像元的响应值，所述第一感光像元的响应值为第一响应值R，所述第二感光像元的响应值为第二响应值G，所述第三感光像元的响应值为第三响应值B，所述第四感光像元的响应值为第四响应值GR，所述第五感光像元的响应值为第五响应值BG，所述第六感光像元的响应值为第六响应值RB ； 计算单元，与所述获取单元相连，用于计算所述感光像元组的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 ； 建立单元，与所述计算单元相连，用于根据不同光谱段的RGB分量建立RGB光谱响应曲线。
7.根据权利要求6所述的建立系统，其特征在于，所述绿红镀层、蓝绿镀层和红蓝镀层相邻分布。
【文档编号】H04N9/04GK104320640SQ201410645792
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月12日 优先权日:2014年11月12日
【发明者】谢森, 杨艺, 赵严, 张勇 申请人:北京凌云光技术有限责任公司