[发明专利]用于数字图像采集的颜色序列闪光

说明书

技术领域

本发明涉及通过使用颜色序列闪光进行数字图像采集的系统和 方法，尤其涉及通过使用具有多种不同序列颜色的颜色序列闪光进行 数字图像采集的系统和方法。

背景技术

对于高精确的图像采集而言，一方面要求具有许多像素，例如一 百万像素(1兆像素)或者更高。另一方面，真彩色图像采集要求在 像素上具有至少三个(红色、绿色、蓝色)滤波器，或者如一些制造 商所述要求四个(红色、绿色、蓝色、翠绿色)滤波器，这导致电荷 藕合器件(CCD)芯片的额外的成本。转到更高的分辨率要求更小的 像素，其导致更长的曝光时间或者更大的芯片，这对于制造这些滤波 器而言是个挑战。目前，可获得具有八兆或者更多兆像素的数码相机， 其中主要问题之一是减小像素阵列的尺寸，从而允许最小化整个设备 的尺寸。

在数字图像的采集中，真实世界与画面的差异主要归因于像素的 光谱响应与人眼的光谱响应的不匹配。在大多数情况下，数码相机工 作于3RGB(红色、绿色、蓝色)颜色空间，该颜色空间不能变换到 CIE标准颜色空间(例如XYZ或sRGB)中而不引入附加的误差。CIE 是国际照明委员会(Commission Intemationale de l’Eclairage)的缩写。

US2004/0061850A1中记载了一种照明和图像采集系统，其中检查 利用闪光照明电路上通常为镜面的表面，其中闪光来自至少两个光谱 不同的光源并且在时间上分开。照相机对于每个闪光形成电路的光学 图像。光学图像经过组合提供组合的图像。为此目的， US2004/0061850A1提供了用于照明镜面表面的红色、绿色和蓝色照明 器。

此外，EP1098190A2记载了一种照明和图像采集系统，其包括用 来照明待检查物品的多个彩色闪光灯以及用来采集由彩色闪光灯照 明的物品的光学图像的至少一个黑白照相机。EP1098190A2提供了红 色、绿色和蓝色的三色闪光灯。

发明内容

希望的是，提供允许目标的改进的成像的系统和方法。

本发明提供了用于提供目标的改进的成像的系统，其中该系统包 括：多个适于照明目标的光源，其中这些光源的至少一部分适于发射 具有不同波长范围的波长的光；控制单元，其适于控制所述多个光源， 使得所述多个光源在相继的一定数量的照明时段中照明目标，其中在 所述相继的照明时段的至少两个中，目标由不同波长范围的波长照 明；采集单元，其适于在至少两个照明时段内采集目标的至少四组图 像数据；以及重建单元，其适于将所述至少四组采集的图像数据重建 为至少四维的颜色空间的图像。

本发明的系统允许目标的改进的成像，这归因于至少四组图像数 据的采集，从而允许提供至少四维的颜色空间的图像，所述至少四维 的颜色空间考虑到人眼的光谱响应而更加逼真地再现成像的目标。由 于序列采集的原因，采集单元由于像素数量低而可以保持为小。由于 所述系统包括至少四个适于发射具有不同波长范围的波长的光的光 源，因而可以更加确切地再现人眼的光谱响应。事实上，也可以使用 多于四个光源，特别是多个光源，每个光源具有不同的波长范围。不 同波长的数量越高，得到的颜色空间的维数越高。

应当指出的是，不同的波长范围意味着这些范围是不同的，但是 可以重叠。此外，范围不必是连续的，而是也可以具有中断，因而范 围也可以是部分范围的合成。范围也可以是一个或多个单色波长。相 继的照明时段表示序列的照明时段，其也可以具有中断。这些照明时 段也可以是连续的，即之间没有中断，或者可以具有重叠。

一个光源在一定时段中照明目标的模式也包括多个光源在该时 段内照明目标的模式，但是所述一个光源在该时段内相比于其余光源 以增大的强度照明。这意味着所述重建单元还适于确定所述重叠并且 能够消除该重叠，使得所述系统也可以与目光照明一起使用。

依照本发明的示例性实施例，所述系统的采集单元是单色采集设 备。因此，该系统使用例如单色电荷耦合器件(CCD)阵列，以便利 用彩色序列闪光进行图像采集。该闪光可以具有若干彩色高功率发光 二极管(LED)，所述发光二极管按照时间顺序迅速闪光。依照一个 示例性实施例，在一个时段内只有一种颜色在闪光。在这样的单个时 段内，通过CCD阵列获取一幅图像。