黑白摄像系统恢复彩色信息的处理方法
【专利摘要】本发明涉及一种黑白摄像系统恢复彩色信息的处理方法，在黑白摄像机镜头前固定一套带有色轮块的简单自动旋转装置恢复原始场景中彩色信息的方法。该自动化旋转装置带动包含红、绿、蓝三色和透明色共四类型色轮块匀速旋转，使得到的黑白摄像图像中分别含有红、绿、蓝、透明四种颜色信息，其中含有蓝色颜色信息的摄像图片起定位作用，其余含有三种颜色信息的摄像图片用来恢复原始场景中的彩色图像。该方法与“黑白摄像系统伪彩色处理方法”相比：减少了含有蓝色信息的摄像图片来恢复彩色图像，摄像机摄像和自动化旋转装置旋转是同步连续进行的，避免了人工干预；操作简单、运算快、准确性高，适用于装有黑白摄像监视系统或暗光条件彩色摄像头监视。
【专利说明】黑白摄像系统恢复彩色信息的处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种黑白图像处理技术，特别涉及一种黑白摄像系统恢复彩色信息的处理方法。
【背景技术】
[0002]一个黑白的摄像系统具有价格低廉，存储容量小，低照度的优势，但不可避免地要丢失彩色这一重要信息图。因此，由黑白图像向彩色图像的转化方法是目前研究的重点。第一类主要的方法是伪彩色处理法。它根据黑白图像的灰度级或者其他图像特征，将其映射为特定的颜色。这是一种视觉效果明显又不复杂的图像处理方法。它得到的彩色图片具有较大的个体差异性，即相同的物体因为光照等条件不同，会形成不同的灰度级，结果产生不同的颜色，且产生的这些颜色不一定是图像中物体的真实色彩，一般是用来突出黑白图像的某种特征，与周围其他物体形成对比。它在医学、军事、食品检测等领域有着广泛的应用。另一种从黑白图像中补充彩色信息的方法基于“相邻像素间强度相同并且颜色相同”这一原理，在一幅黑白图像中，事先在图像中强度相同的区域里标记一些彩色线条，然后按照原理设计优化算法，由计算机自动生成一幅对应的彩色图像。该方法的不足之处在于事先知道图像的真实颜色。
【发明内容】
[0003]本发明是针对黑白图像向彩色图像的转化不真实的问题，提出一种黑白摄像系统恢复彩色信息的处理方法，在黑白摄像机镜头前固定一套带有色轮块的简单自动旋转装置恢复原始场景中彩色信息，摄像机摄像和自动化旋转装置旋转是同步连续进行的，所得到的彩色图像系原始场景中物体的真实色彩相一致。
[0004]本发明的技术方案为:一种黑白摄像系统恢复彩色信息的处理方法，具体包括如下步骤:` 1)建立黑白摄像系统恢复彩色信息系统:将附有色轮块的电动机联轴固定在黑白摄像机的机身上，使整个色轮块位于黑白摄像机的镜头前方，色轮块按照顺时针方向分别含有透明、绿色、红色和蓝色四种类型的色块，且各自的开口角度为Θ 9 ?5、θ ?[和θ ffi，蓝色色块表面上有一部分被不透光的黑色胶布遮挡，电动机驱动电动机联轴带动色轮块匀速旋转，旋转速度是r转/分，黑白摄像机摄像时帧率是25帧/秒，黑白摄像机摄像工作和色轮块旋转是同步进行，摄像内容经过色轮块滤光后由摄像机镜头接收，摄像机镜头接收含有四种颜色信息的黑白图片送计算机处理；
2)计算机对含有四种颜色信息的黑白图片进行归类整理:蓝色色块表面上有一部分被不透光的黑色胶布遮挡，两张相邻的含有黑色图像之间的所有图像即色轮块旋转一周黑白摄像机拍下的含有整套蓝色、红色、绿色、透明色信息的图像，共有1500/r帧图像，其中含有白色信息的图像是75* Θ SM/18帧，含有绿色信息的图像是75*θ s/18帧，含有红色信息的图像是75* Θ a/18帧，含有蓝色信息的图像是75* Θ ffi/18帧，提取含有每种颜色信息最中间的帧图像作为含有透明色、绿色、红色、蓝色颜色信息的图像；
3)恢复彩色信息:根据黑白图像与彩色图像之间的转化关系进行恢复，
转化关系式:
【权利要求】
1.一种黑白摄像系统恢复彩色信息的处理方法，其特征在于，具体包括如下步骤: 1)建立黑白摄像系统恢复彩色信息系统:将附有色轮块的电动机联轴固定在黑白摄像机的机身上，使整个色轮块位于黑白摄像机的镜头前方，色轮块按照顺时针方向分别含有透明、绿色、红色和蓝色四种类型的色块，且各自的开口角度为Θ 9 ?5、θ ?[和θ ffi，蓝色色块表面上有一部分被不透光的黑色胶布遮挡，电动机驱动电动机联轴带动色轮块匀速旋转，旋转速度是r转/分，黑白摄像机摄像时帧率是25帧/秒，黑白摄像机摄像工作和色轮块旋转是同步进行，摄像内容经过色轮块滤光后由摄像机镜头接收，摄像机镜头接收含有四种颜色信息的黑白图片送计算机处理； 2)计算机对含有四种颜色信息的黑白图片进行归类整理:蓝色色块表面上有一部分被不透光的黑色胶布遮挡，两张相邻的含有黑色图像之间的所有图像即色轮块旋转一周黑白摄像机拍下的含有整套蓝色、红色、绿色、透明色信息的图像，共有1500/r帧图像，其中含有白色信息的图像是75* Θ SM/18帧，含有绿色信息的图像是75* Θ s/18帧，含有红色信息的图像是75* Θ a/18帧，含有蓝色信息的图像是75* Θ ffi/18帧，提取含有每种颜色信息最中间的帧图像作为含有透明色、绿色、红色、蓝色颜色信息的图像； 3)恢复彩色信息:根据黑白图像与彩色图像之间的转化关系进行恢复， 转化关系式:
2.根据权利要求1所述黑白摄像系统恢复彩色信息的处理方法，其特征在于，所述关系系数矩阵通过选用标准多色调色板，放入黑白摄像系统恢复彩色信息系统中采集黑白图像矩阵数据，彩色图像信息矩阵采用查表法得到，根据黑白图像与彩色图像之间的转化关系为:J X ff = I7，H矩阵表示彩色图像信息矩阵，Y矩阵表示黑白图像矩阵，得到A矩阵表示彩色图像和黑白图像之间转化的关系系数矩阵，得到A矩阵后，原始场景中物体的颜色信息通过解方程恢复。
【文档编号】G06T5/00GK103559687SQ201310512162
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月28日 优先权日:2013年10月28日
【发明者】贾宏志, 曾珍, 刘佰滢, 方良, 曹江辉, 林旺, 杨振皓, 曹君杰, 蓝尚平 申请人:上海理工大学