一种图像传感器及颜色还原方法技术

本发明专利技术公开了一种图像传感器及颜色还原方法，图像传感器包括：若干个重复排列的像素单元，像素单元内包含至少两个不同波段范围的红外光像素，每一红外光像素对应混合一个可见光像素组；可见光像素组包含红色、蓝色和绿色像素；像素单元包含感光层、滤色层和透镜层；滤色层包括红色、蓝色和绿色滤色器，分别设置于红色、蓝色和绿色像素对应的感光层上方；滤色层还设置有红外光滤色器位于红外光像素的感光层上方；红外光滤色器的数量取决于红外光像素包含的波段范围；透镜层位于滤色层上方，透镜层内包含若干个透镜，每一像素对应设置一个透镜。本发明专利技术的图像传感器和颜色还原方法能提高在暗态光源环境下的感光能力，输出准确的彩色图像讯号。色图像讯号。色图像讯号。

【技术实现步骤摘要】
一种图像传感器及颜色还原方法


[0001]本专利技术涉及图像处理
，特别是涉及一种图像传感器及颜色还原方法。

技术介绍

[0002]随着安防行业的发展，使用监控器设备的行业和场合越来越多，例如金融行业、公安行业、平安城市、司法、交通、电力等。人们对监控系统的需求不断提高，摄像头呈现的画面质量直接决定了监测区域的场景还原程度。尤其是在夜间阴暗等易发危险的场所，更希望监控设备反馈的图像信息可以还原或无限接近真实的场景信息。目前市面上的可夜视的监控设备中，图像传感器大多为根据传统RGB拜耳结构进行调整的RGB－IR配置结构。现行的RGB－IR拜耳阵列结构包括红色像素、绿色像素、蓝色像素以及红外光像素。由于红色、绿色、蓝色等可见光像素中的光电转换器件对红外光较为敏感，为了使感光的色彩结果更为准确，通常在上述可见光像素上方的透镜上设置红外截止滤色器。而红外光像素则不设置滤光层，用于接收可见光波段至红外光波段的光线。
[0003]在亮态环境下监控设备可以不间断进行感测，根据接收的光线将监控区域的场景信息还原为彩色图像。但在暗态环境的使用场景下，监控设备中仅有红外光像素可以接收环境中的光线，尤其是暗态环境下的红外照明光源进行场景信息还原。目前监控设备在暗态环境下大多只能将监控区域的场景信息还原为黑白图像，难以清晰、准确的还原场景信息中的色彩特征。由于暗态环境下的生成的黑白影像缺失了色彩特征，因此用户在观看暗态环境下监控设备的成像数据时，难以准确识别监控区域中的色彩，例如某一物体的颜色、某一人物的衣着颜色等，降低了监控设备的场景还原程度。如何在暗态环境下进行感测后依旧可以输出彩色影像，是个亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种图像传感器及颜色还原方法，用于提高在暗态光源环境下的感光能力，输出准确的彩色图像讯号。
[0005]第一方面，本申请提供了一种图像传感器，包括：
[0006]包括若干个重复排列的像素单元，每一所述像素单元内包含至少两个不同波段范围的红外光像素，具体为：
[0007]每一所述红外光像素至少对应混合一个可见光像素组；其中，所述可见光像素组包含红色像素、蓝色像素和绿色像素；
[0008]所述像素单元内包含感光层、滤色层和透镜层；
[0009]所述滤色层包括红色滤色器、蓝色滤色器和绿色滤色器，分别设置于所述红色像素、蓝色像素、绿色像素对应的感光层上方；
[0010]所述滤色层内还设置有红外光滤色器位于所述红外光像素对应的感光层上方；其中，所述红外光滤色器的数量取决于所述像素单元内红外光像素包含的波段范围；
[0011]所述透镜层位于所述滤色层上方；其中，所述透镜层内包含若干个透镜，每一像素
对应设置一个透镜。
[0012]这样，对图像传感器的结构进行改进，相较于传统的RGB拜耳阵列或者引入W全波段的像素排列方式，在保留传统RGB像素排列结构的同时引入特定波长的红外光像素组，丰富图像传感器的感光色彩范围。作为本领域人员可知的是，红色滤色器主要允许透过光红色光，绿色滤色器主要允许透过绿色光，蓝色滤色器主要允许透过蓝色光，本申请提供的一种图像传感器还设置有红外光滤色器，可以使预设波长范围内不可见的红外光被吸收并穿透至红外光像素对应的感光层，提高图像传感器的感光色彩范围。
[0013]在一种实现方式中，所述可见光像素组中每一红色像素、蓝色像素和绿色像素对应的感光层上方设置有红外截止滤光层。
[0014]红外截止滤光层用于截止红外光的穿透，相较于直接在镜头上涂覆红外截止滤光层，本专利技术实施例提供的一种图像传感器在各像素对应的滤色器和感光层之间设置红外截止滤光层，可以避免透镜接收的光信号在到达感光层前因为红外截止滤光层的波段限制而造成进光量的大量损失，图像传感器的总进光量增加，提升了图像传感器的感光灵敏度，进而提升了图像传感器在暗光条件下的成像性能。
[0015]在一种实现方式中，所述滤色层内还设置有红外光滤色器位于所述红外光像素对应的感光层上方，具体为：
[0016]所述滤色层中包含至少两个不同穿透率波段范围的红外光滤色器；其中，所述红外光滤波器中最大峰值波长与最小峰值波长的波长差至少为90纳米。
[0017]在一种实现方式中，所述图像传感器中，每一所述透镜中涂覆有一层双通滤光层以使可见光和红外光穿透至所述感光层，并滤除预设波段范围的光线。
[0018]在一种实现方式中，所述图像传感器还包含光电转换器、数据转换器和颜色还原数据库，具体为：
[0019]所述像素单元中每个像素均包含光电转换器；其中，所述光电转换器用于将像素中接收的光线转换为电荷；
[0020]所述数据转换器用于读取所述光电转换器累计的电荷并根据读取的电荷生成数字量化值；
[0021]所述颜色还原数据库用于根据生成的数字量化值还原待测物体表面的颜色；其中，所述颜色还原数据库内包含若干组不同涂料层及物体分别在亮态环境和暗态环境下的数字量化值记录，所述颜色还原数据库以一个所述像素单元为记录单位，记录所述像素单元内每一像素的数字量化值。
[0022]第二方面，本申请还提供一种颜色还原方法，包括：
[0023]将待测物体表面的反射光线输入至如上所述的图像传感器；
[0024]获取所述图像传感器的感测数值；其中，当所述感测数值低于可见光感测基准值时，将所述待测物体表面置于预设红外光源环境下，获取所述图像传感器的第一红外光像素与第二红外光像素的红外光感测比例值；其中，所述第一红外光像素为像素单元中最大波段范围的红外光像素，第二红外光像素为所述像素单元中最小波段范围的红外光像素；
[0025]将所述红外光感测比例值输入至颜色还原数据库进行遍历查询，获取所述颜色还原数据库中与所述红外光感测比例值偏差最小的红外感测数值记录；其中，所述颜色还原数据库中包含若干组不同标准样品分别在亮态环境和暗态环境下的数字量化值记录；
[0026]调用所述红外光感测比例值记录对应的可见光感测数值记录，并根据所述可见光感测数值记录还原所述待测物体表面的颜色。
[0027]这样，应用如上所述的图像传感器，在扩大图像传感器进光量，提升图像传感器感光灵敏度的同时，还建立颜色还原数据库，获取所述图像传感器对待测物体表面的反射光线的感测数值，当感测数值大于可见光感测基准值时则直接根据感测数值进行色坐标运算以还原待测光线；当感测数值小于可见光感测基准时则判定当前环境下图像传感器无法感测到可见光或效果较差，将待测物体表面置于预设的红外光源环境，在红外光源下重新进行感测，生成红外光感测比例值并在预先建立的颜色还原数据库进行遍历查询，获取与红外光感测比例值偏差最小的感测数值记录，调用该红外光感测比例值记录对应的可见光感测数值记录，并根据可见光感测数值记录还原待测物体表面的颜色。本申请提供的一种颜色还原方法，即便在暗态环境下获取待测光线，依旧可以输出在亮态光源环境下的成像效果，进一步提高在暗态光源环境下的感光以及成像性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括若干个重复排列的像素单元，每一所述像素单元内包含至少两个不同波段范围的红外光像素，具体为：每一所述红外光像素至少对应混合一个可见光像素组；其中，所述可见光像素组包含红色像素、蓝色像素和绿色像素；所述像素单元内包含感光层、滤色层和透镜层；所述滤色层包括红色滤色器、蓝色滤色器和绿色滤色器，分别设置于所述红色像素、蓝色像素、绿色像素对应的感光层上方；所述滤色层内还设置有红外光滤色器位于所述红外光像素对应的感光层上方；其中，所述红外光滤色器的数量取决于所述像素单元内红外光像素包含的波段范围；所述透镜层位于所述滤色层上方；其中，所述透镜层内包含若干个透镜，每一像素对应设置一个透镜。2.如权利要求1所述的一种图像传感器，其特征在于，所述可见光像素组中每一红色像素、蓝色像素和绿色像素对应的感光层上方设置有红外截止滤光层。3.如权利要求1所述的一种图像传感器，其特征在于，所述滤色层内还设置有红外光滤色器位于所述红外光像素对应的感光层上方，具体为：所述滤色层中包含至少两个不同穿透率波段范围的红外光滤色器；其中，所述红外光滤波器中最大峰值波长与最小峰值波长的波长差至少为90纳米。4.如权利要求1所述的一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器中，每一所述透镜中涂覆有一层双通滤光层以使可见光和红外光穿透至所述感光层，并滤除预设波段范围的光线。5.如权利要求1所述的一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包含光电转换器、数据转换器和颜色还原数据库，具体为：所述像素单元中每个像素均包含光电转换器；其中，所述光电转换器用于将像素中接收的光线转换为电荷；所述数据转换器用于读取所述光电转换器累计的电荷并根据读取的电荷生成数字量化值；所述颜色还原数据库用于根据生成的数字量化值还原待测物体表面的颜色；其中，所述颜色还原数据库内包含若干组不同涂料层及物体分别在亮态环境和暗态环境下的数字量化值记录，所述颜色还原数据库以一个所述像素单元为记录单位，记录所述像素单元内每一像素的数字量化值。6.一种颜色还原方法，其特征在于，包括：将待测物体表面的反射光线输入至如权利要求1至5任意一项所述的图像传感器；获取所述图像传感器的感测数值；其中，当所述感测数值低于可见光感测基准值时，将所述待测物体表面置于预设红外光源环境下，获取所述图像传感器的第一红外光像素与第二红外光像素的红外光感测比例值；其中，所述第一红外光像素为像素单元中最大波...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊佑，钟润文，
申请(专利权)人：广州印芯半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：