專利名稱：基于rwb三色光拍攝彩色圖像的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)，尤其是涉及一種為減少RGB各色光之間相互干涉的拍攝彩色圖像的裝置及方法。
背景技術(shù)：
RGB是色光的彩色模式，R代表紅色，G代表綠色，B代表藍(lán)色。因?yàn)槿N顏色每一種都有256個(gè)亮度水平級(jí)，所以三種色彩疊加就能形成1670萬(wàn)種色彩了(俗稱“真彩〃)。RGB模式因?yàn)槭怯杉t、綠、藍(lán)三色相疊加形成其他顏色，因此該模式也叫加色模式。在該色彩模式下，每一種原色將單獨(dú)形成一個(gè)色彩通道(Channel)，在各通道上顏色的亮度分別為256階，由0-255。再由三個(gè)單色通道組合成一個(gè)復(fù)合通道，即RGB通道。因此，圖像各部分的色彩均由RGB三個(gè)色彩通道上的數(shù)值決定。在拍攝圖像的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)以下現(xiàn)象在綠基色光源下拍攝彩色圖像過(guò)程中，圖像除綠色通道之外，理論上紅色通道和藍(lán)色的通道的值為0，而實(shí)際上圖像中紅色通道和藍(lán)色通道都具備一定的亮度；在藍(lán)基色光源下拍攝色彩圖像過(guò)程中，圖像除藍(lán)色通道之外，理論上紅色通道和綠色的通道的值為0，而實(shí)際上紅色通道的值很小(幾乎為0)，綠色通道具備一定的亮度；在紅基色光源下拍攝色彩圖像過(guò)程中，圖像除紅色通道之外，理論上綠色通道和藍(lán)色的通道的值為0，而實(shí)際上藍(lán)色通道的值很小(幾乎為0)，綠色通道具備一定的亮度。由此可以得出結(jié)論在彩色圖像拍攝過(guò)程中，紅色與綠色之間存在著相互干涉(串色)的現(xiàn)象，綠色與藍(lán)色之間存在著相互干涉(串色)現(xiàn)象，紅色與藍(lán)色之間相互干涉(串色)現(xiàn)象卻很小，這就是RGB三基色相互干涉原理。由于存在三基色相互干涉，導(dǎo)致拍攝的圖像層次感較差、影響顯示效果；甚至在工業(yè)應(yīng)用過(guò)程中，由于三基色相互干涉而使圖像無(wú)法真實(shí)的反映物品或場(chǎng)景的真實(shí)顏色。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種利用RWB三基色相互干涉原理實(shí)現(xiàn)的圖像處理裝置及相應(yīng)的處理方法，以解決目前圖像因三基色相互干擾存在圖像層次感較差、無(wú)法準(zhǔn)確反映物品或場(chǎng)景的真實(shí)顏色等缺陷的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種基于RWB三色光拍攝彩色圖像的方法，其包括步驟
分別在RB 二色光以及W色光下，由同一個(gè)彩色相機(jī)對(duì)同一個(gè)物體的相同位置拍攝，分別獲得第一圖像和第二圖像；
通過(guò)逐點(diǎn)計(jì)算，將第一圖像和第二圖像合成處理為合成圖像。其中，所述合成處理為合成圖像的步驟具體包括
將第一圖像中每個(gè)像素的紅色通道值rr和藍(lán)色通道值ΙΛ，按照線性規(guī)則RO= m * rr+ η和BO = m * ΙΛ +η分別計(jì)算合成圖像中每個(gè)像素的紅色通道值RO和藍(lán)色通道值BO ；將第二圖像中每個(gè)像素的綠色通道值gg，按照線性規(guī)則G 0=m * gg+n計(jì)算合成圖像中每個(gè)像素的綠色通道值GO;
其中，m、n是線性規(guī)則的參數(shù)。其中，m為0.9 1. 1。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，m=l，n=0。另外，本發(fā)明還公開(kāi)一種基于RWB三色光拍攝彩色圖像的裝置，其包括彩色相機(jī)、RWB三色光源和用于控制RWB三色光源的光源控制系統(tǒng)，以及與彩色相機(jī)連接的合成處
理單元；
由彩色相機(jī)對(duì)同一個(gè)物體的相同位置分別在RB 二色光以及W色光下拍攝，分別獲得第一圖像和第二圖像；
由合成處理單元將第一圖像和第二圖像合成處理為合成圖像。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果
本發(fā)明根據(jù)RGB三色光的相互干涉原理，在RB 二色光和W色光下分別二次拍攝同一區(qū)域位置，利用二次拍攝的圖像合成一幅目標(biāo)色彩圖像，最終的合成圖像中RGB各色光之間相互干涉小，圖像層次感明顯，從而優(yōu)化了圖像質(zhì)量。并且，在白(W)色光下拍攝的彩色圖像，在工程實(shí)際的視覺(jué)檢測(cè)方面具有較佳的應(yīng)用。


圖1是拍攝裝置的示意圖； 圖2是本發(fā)明的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明實(shí)用的拍攝裝置，包括一個(gè)彩色相機(jī)(一般為工業(yè)相機(jī))、一個(gè) RWB三色光源(RWB三色光源是具有紅色(R)、白色(W)和藍(lán)色(B)三色光組成的光源，無(wú)特別要求，例如，自上而下分別R、W、B排列的環(huán)形光源，也可以是自外到內(nèi)分別為B、W、R排列的平板光源)、一個(gè)用于控制RWB三色光源的光源控制系統(tǒng)。將被拍攝的物體置于拍攝平臺(tái)上，在光源控制系統(tǒng)控制RWB三色光源發(fā)出背景光線，由彩色相機(jī)對(duì)被拍攝物體拍攝圖像。結(jié)合圖2所示，本發(fā)明為了獲取層次感更明顯的圖像、優(yōu)化圖像質(zhì)量，包括如下實(shí)現(xiàn)步驟
步驟S11、獲取在RB 二基色光線下拍攝的第一圖像。由于紅色與藍(lán)色幾乎不存在相互干涉現(xiàn)象，光源控制系統(tǒng)控制RWB三色光源中RB 二色光同時(shí)打開(kāi)(此時(shí)W色光關(guān)閉)，在RB 二色光下由彩色相機(jī)拍攝圖像，圖像像素內(nèi)幾乎不存在著紅色通道和藍(lán)色通道的相互干涉。因此，在光源控制系統(tǒng)的控制下，使RWB三色光源發(fā)出RB 二色光(發(fā)出紅色和藍(lán)色的燈全打開(kāi)，而發(fā)出白色的燈關(guān)閉)，由彩色相機(jī)對(duì)被拍攝物體拍攝第一圖像。步驟S12、獲取在W色光下拍攝的第二圖像(即白色光下的彩色圖像)，其中第二圖像與第一圖像是由同一個(gè)彩色相機(jī)對(duì)同一個(gè)物體的相同位置所拍攝的圖像。在光源控制系統(tǒng)的控制下，使RWB三色光源僅發(fā)出W色光(發(fā)出紅色光和藍(lán)色光的燈全關(guān)閉，而發(fā)出白色光的燈打開(kāi))，由彩色相機(jī)在同一個(gè)對(duì)被拍攝物體與第一圖像的第二圖像。在白色燈下單獨(dú)拍攝的第二圖像在視覺(jué)上的主色調(diào)為綠色，在工程實(shí)際中，第二圖像在視覺(jué)檢測(cè)上具備很大的應(yīng)用，例如平面色彩檢測(cè)的應(yīng)用。步驟S13、將第一圖像和第二圖像合成處理為一幅合成圖像。其中合成規(guī)則如下 Y = m 氺 X + η
其中m、η是線性規(guī)則的參數(shù)，且m、m為經(jīng)驗(yàn)值，m的值為0.纊1. 1，不同的彩色相機(jī)對(duì)應(yīng)不同的m值，m值直接影響圖像合成的質(zhì)量。其中Y表示合成圖像中的像素通道的通道亮度值，X表示拍攝圖像通道亮度的通道亮度值。合成圖像中每個(gè)像素的紅色(R)的通道值RO和藍(lán)色(B)的通道值BO分別為第一圖像中對(duì)應(yīng)每個(gè)像素的紅色(R)的通道值rr和藍(lán)色(B)的通道值ΙΛ，而合成圖像中每個(gè)像素的綠色(G)的通道值GO為第二圖像中對(duì)應(yīng)每個(gè)像素的綠色(G)的通道值gg，因此，則上述線性規(guī)則如下
RO= m * rr+n ；其中，RO 的范圍(0，255) G0=m * gg+n ；其中，GO 的范圍(0，255) BO =m * bb+n ；其中，BO 的范圍(0，255) 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，m=l，n=0。通過(guò)線性規(guī)則轉(zhuǎn)換為上述3個(gè)子轉(zhuǎn)換公式，逐個(gè)像素點(diǎn)計(jì)算，通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的圖像轉(zhuǎn)換，完成圖像的合成轉(zhuǎn)換，最后獲得合成圖像。上述規(guī)則就是指合成圖像中的紅色通道是第一圖像中紅色通道的線性規(guī)則變化， 合成圖像中的藍(lán)色通道是第一圖像中藍(lán)色通道的線性規(guī)則變化，合成圖像中的綠色通道是第二圖像中綠色通道的線性規(guī)則變化。另外，上述步驟S13可以由合成處理單元來(lái)實(shí)現(xiàn)，該合成處理單元為計(jì)算機(jī)程序編制的軟件，其可以設(shè)置在與彩色相機(jī)連接的電腦中，也可以內(nèi)置在彩色相機(jī)中，由彩色相機(jī)在執(zhí)行步驟Sll和步驟S12后，自動(dòng)調(diào)用合成處理單元完成步驟S13，最后得到RGB各色光之間相互干涉小、圖像層次感明顯的合成圖像。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于RWB三色光拍攝彩色圖像的方法，其特征在于，包括步驟分別在RB 二色光以及W色光下，由同一個(gè)彩色相機(jī)對(duì)同一個(gè)物體的相同位置拍攝，分別獲得第一圖像和第二圖像；通過(guò)逐點(diǎn)計(jì)算，將第一圖像和第二圖像合成處理為合成圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于RWB三色光拍攝彩色圖像的方法，其特征在于，所述合成處理為合成圖像的步驟具體包括將第一圖像中每個(gè)像素的紅色通道值rr和藍(lán)色通道值ΙΛ，按照線性規(guī)則RO= m * rr + η和BO = m * ΙΛ +η分別計(jì)算合成圖像中每個(gè)像素的紅色通道值RO和藍(lán)色通道值BO ；將第二圖像中每個(gè)像素的綠色通道值gg，按照線性規(guī)則G 0=m * gg+n計(jì)算合成圖像中每個(gè)像素的綠色通道值GO;其中，m、n是線性規(guī)則的參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于RWB三色光拍攝彩色圖像的方法，其特征在于，m為 0. 9 1. 1。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于RWB三色光拍攝彩色圖像的方法，其特征在于，m=l,n=0。
5.一種基于RWB三色光拍攝彩色圖像的裝置，其包括彩色相機(jī)、RWB三色光源和用于控制RWB三色光源的光源控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括與彩色相機(jī)連接的合成處理單元；由彩色相機(jī)對(duì)同一個(gè)物體的相同位置分別在RB 二色光以及W色光下拍攝，分別獲得第一圖像和第二圖像；由合成處理單元通過(guò)逐點(diǎn)計(jì)算，將第一圖像和第二圖像合成處理為合成圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述基于RWB三色光拍攝彩色圖像的裝置，其特征在于，所述合成處理單元將第一圖像和第二圖像合成處理為合成圖像具體包括將第一圖像中每個(gè)像素的紅色通道值rr和藍(lán)色通道值ΙΛ，按照線性規(guī)則RO= m * rr + η和BO = m * ΙΛ +η分別計(jì)算合成圖像中每個(gè)像素的紅色通道值RO和藍(lán)色通道值BO ；將第二圖像中每個(gè)像素的綠色通道值gg，按照線性規(guī)則G 0=m * gg+n計(jì)算合成圖像中每個(gè)像素的綠色通道值GO;其中，m、η是線性規(guī)則的參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述基于RWB三色光拍攝彩色圖像的裝置，其特征在于，m為 0. 9 1. 1。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述基于RWB三色光拍攝彩色圖像的裝置，其特征在于，m=l,n=0。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種基于RWB三色光拍攝彩色圖像的裝置及方法。其中，所述處理方法包括步驟分別在RB二色光以及W色光下，由同一個(gè)彩色相機(jī)對(duì)同一個(gè)物體的相同位置拍攝，分別獲得第一圖像和第二圖像；通過(guò)逐點(diǎn)計(jì)算，將第一圖像和第二圖像合成處理為合成圖像。本發(fā)明根據(jù)RWB三色光的相互干涉原理，二次拍攝同一區(qū)域位置，利用二次拍攝的圖像合成一幅目標(biāo)色彩圖像，最終的合成圖像中RGB各色光之間相互干涉小，圖像層次感明顯，從而優(yōu)化了圖像質(zhì)量。
文檔編號(hào)H04N9/04GK102572448SQ20121004692
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者劉濤, 王錦峰 申請(qǐng)人:王錦峰