[发明专利]用于车辆摄像机的图像传感器的颜色掩模

说明书

背景技术

车辆摄像机尤其用于检测车辆前方的车辆周围环境并且用于在显示装置上显示图像，以及用于分析处理所检测的图像和用于使用在驾驶员辅助系统中，其中在所检测的图像中识别对象。因此，例如可以确定其他交通参与者、车道标记、交通标志以及交通照明。对于评价对象的重要性，尤其对象的颜色也是重要的。这样，例如在建筑工地中同时出现黄色车道标记和白色车道标记时，通常黄色标记具有优先权。此外，可以根据其颜色值来分配光信号，其中例如区分具有红色颜色值的尾灯与具有白色颜色值或黄色颜色值的前大灯和具有黄色颜色值的后车灯；交通标志和交通照明——如交通信号灯和闪光灯根据其相应的颜色值也是重要相关的。

为此已知的是实施所探测的对象的颜色分类。然而，所检测的图像中的颜色可能由于周围环境的色温而不同地显示，所述色温与照明的颜色或者平均颜色值有关。所检测的图像的不同色温一方面可以通过不同的照明——例如根据日间时间、不同的道路照明以及通过车窗玻璃的色调来得到，在所述车窗玻璃后面通常安置有车辆摄像机。车窗玻璃的色调首先是未知的，因为其根据类型而非常不同并且部分地根据车窗玻璃上的位置而变化。因此，通常关于整个图像的“灰色世界”假定是不正确的，其中彩色像素和强度像素的直方图（统计分布）是均匀。为此，在较复杂的系统中分别实施所检测的图像区域的色温确定，以便实施白平衡，其中计算出或者校正周围环境的色温，以便能够正确地分类对象的颜色。

为了区分颜色，通常在敏感的传感器面前面施加颜色掩模，其在每一个传感器像素前面的过滤器像素具有特定的颜色值，即光学波长范围中的特定透射特性。在此，颜色掩模通常具有特定的颜色图案或颜色模式，其通过特定的基本模式周期重复形成，即作为由具有特定颜色值——例如R（红）、G（绿）、B（蓝）的四个像素构成的块。JP 2004304706A和WO2009/027134A1示出具有特定颜色图案的这种颜色掩模。然而通过使用这种颜色图案降低了空间分辨率，因为例如对于一个像点使用由具有不同颜色值的四个像素构成的块。此外，通过过滤降低入射光的强度并且因此降低灵敏度。在夜间应用中，例如在用于远光与近光之间的自动切换的灯光控制功能中，部分地必须探测远离的光源，为此需要高分辨率和高灵敏度。然而，尤其是在全色图案（例如RGGB）中降低了空间分辨率并且减弱了到达的光的强度。如在WO 2009/027134A1中描述的那样，部分颜色图案形成通过相应的颜色过滤器像素进行的颜色分类和通过透明的过滤器像素实现的分辨率或高敏感性的折衷。

因此，除颜色确定的精度以外，空间分辨率和光敏感性以及颜色值或者色度的空间分辨率和亮度的空间分辨率也是车辆摄像机和驾驶员辅助系统的重要特征。

发明内容

根据本发明，颜色掩模构造在具有不同的颜色图案的不同区域中。在此，划分基本上在垂直方向上进行，具有中部区域和（优选更小的）上部区域和/或下部区域。

在此，本发明基于以下认识：在由例如设置在挡风玻璃后面的车辆摄像机检测到的典型图像中，下部图像区域检测车辆前面的道路或者车行道，其通常由沥青或（可能）混凝土构造并且因此显示没有较大着色的灰度值，所述灰度值根据车行道组成以及相应的照明情况可以从深灰色-黑色达到浅灰色。相反，上部图像区域通常反映天空，其尤其在白天情况中也表示重要的曝光源。在此，这些区域通常认为对于用于驾驶员辅助系统的分析处理而言是不重要的，其中下部图像区域往往反映在车辆紧前面的车行道区段，即使在进行立即的驾驶动态干预时也行驶所述车行道区段。

因此，可以由上部图像区域和/或下部图像区域、尤其也由这些图像区域的组合确定周围环境温度或周围环境的色温。因此，根据本发明对于这些图像区域使用具有较小相对数量的透明的过滤器像素的颜色图案，尤其是使用不具透明的过滤器像素的全色图案，例如RGGB。根据本发明可以看到，空间分辨率在这些区域中通常不重要，因为在这里不经常预期较重要的对象或者不以非常高的空间分辨率来反映较重要的对象。

因此，上部区域和/或下部区域中的颜色确定可以用于中部图像区域的像素信号的白平衡或者颜色校正。对于所述中部图像区域，设有具有更高份额的透明的过滤器像素的颜色图案、即尤其是设有提供较高的分辨率与颜色确定之间的折衷的部分颜色图案，优选在色度的高空间分辨率和亮度的高空间分辨率下，即颜色差的空间分辨率和亮度差的空间分辨率。