[发明专利]一种用多色图像传感器的背景消除装置及使用方法

权利要求书

1.一种用多色图像传感器的背景消除装置，它由数码摄相机(1)和图像处理器组成，其特征是数码摄相机(1)中的感光芯片采用多色图像传感器，上述多色为红色、绿色、蓝色、红外和可见光，分别用R、G、B、I表示，其光学滤波器的各滤波阵列容许红色、绿色、蓝色、红外和可见光这4个波段的光谱单独通过，且光学滤波器的滤波阵列是这样排列的：

上排R    G    R    G    R    G    …………

下排I    B    I    B    I    B    …………

    ·   ·   ·   ·   ·   ·   …………

    ·   ·   ·   ·   ·   ·   …………

如此类推，上下各排依次交叉排列；

上述背景消除装置工作时，多色图像传感器安装在被检测物(3)的前方，数码摄相机(1)的同一侧固定安装着红外光源(2)；

所述背景消除装置工作时，红外光源(2)是一直被打开的；

数码摄相机(1)采集的被检测物(3)的图像传输到图像处理器后，首先对采集的原始图像的各像素点去马赛克：即用插值法，使每个像素点都把相邻3种不同颜色像素点的多频道信号，叠加到该像素点上，以在每个像素点上得到四频道的复合信号：PixelR，PixelG，PixelB，PixelI；

从每个像素点上的四频道的复合信号中，排除红外线信息：

R′=(α1×PixelR+α2×PixelI-α3×PixelG-α4×PixelB)2G′=(β1×PixelG+β2×PixelI-β3×PixelR-β4×PixelB)2B′=(γ1×PixelB+γ2×PixelI-γ3×PixelG-γ4×PixelR)2---(1)]]>

其中R′，G′，B’是在每个像素点上纯净的红色，绿色，蓝色信号，系数α1、_αα2、α3、α4、β1、β2、β3、β4、γ1、γ2、γ3、γ4通过实验确定；

从彩色图像到灰色图象转换：从公式(1)得到的彩色图像，用下面的公式(2)即可计算出每个像素点的灰色图像Gray’：

Gray′＝0.299*R′+0.587*G′+0.114*B′(2)

图像背景消除：用每个像素点的红外和可见光信号PixelI和公式(2)的灰色信号Gray’，即可用公式(3)计算出除去背景后的纯红外信息图象PixelI纯：

PixelI纯＝PixelI-Gray’，(3)

因为前景物体距离红外光源的距离较近，而物体反射的照度和距离的平方成反比，由前景物体反射的纯红外信息PixelI纯，要远比背景物体反射的纯红外信息PixelI纯大得多，对图像PixelI纯可以简单找到一门限值，并对图像进行二元化，完成被检测物(3)的图像背景消除。