用于车辆摄像机的图像传感器的颜色掩模制造技术

本发明专利技术涉及一种用于车辆摄像机（2）的图像传感器（7）的颜色掩模（8），其中颜色掩模（8）具有由具有不同光谱透射特性的过滤器像素（Pij）构成的矩阵布置，其中一些过滤器像素是透明的过滤器像素，其对于光是至少基本上均匀透明的，而其他过滤器像素是具有波长选择性透射特性的彩色像素，其中颜色掩模（8）具有作为由具有特定的透射特性的过滤器像素（Pij）构成的重复布置的颜色图案。根据本发明专利技术，颜色掩模（8）具有中部区域（8a）和下部区域（8b）和/或上部区域（8c），中部区域具有第一颜色图案，下部区域（8b）和/或上部区域（8c）具有第二颜色图案，其中第一颜色图案和所述第二颜色图案不同并且第一颜色图案包含透明的过滤器像素。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于车辆摄像机的图像传感器的颜色掩模
技术介绍
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參与者、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,例如在建筑エ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一如交通信号灯和闪光灯根据其相应的顔色值也是重要相关的。为此已知的是实施所探测的对象的顔色分类。然而，所检测的图像中的顔色可能由于周围环境的色温而不同地显示，所述色温与照明的顔色或者平均颜色值有夫。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，其中彩色像素和強度像素的直方图(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。为了区分顔色，通常在敏感的传感器面前面施加顔色掩模，其在每ー个传感器像素前面的过滤器像素具有特定的顔色值，即光学波长范围中的特定透射特性。在此，顔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W02009/027134A1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，因为例如对于ー个像点使用由具有不同颜色值的四个像素构成的块。此夕卜，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強度。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顔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。
技术实现思路
根据本专利技术，顔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，本专利技术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，其通常由浙青或(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-黒色达到浅灰色。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，根据本专利技术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。根据本专利技术可以看到，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対象。因此，上部区域和/或下部区域中的顔色确定可以用于中部图像区域 的像素信号的白平衡或者顔色校正。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。因此，根据本专利技术得到ー些优点。通过具有透明的过滤器像素的部分顔色图案确定具有高空间分辨率和良好的顔色确定或者高空间分辨的色度的对此重要的中部图像区域中的对象的检测，并且通过上部图像区域和/或下部图像区域能够实现中部图像区域的颜色值的校正或者白平衡。所述平衡可以分别动态地或者在相应的行驶情况和照明情况中进行，无需附加的传感器并且不存在图像处理的重要损害。所述白平衡或者校正基本上可以纯粹以软件方式在控制与分析处理装置中进行并且因此不需要附加的硬件开销。此外，所使用的控制与分析处理装置也可以将连续出现的色调和着色估计为持续的，即估计为车窗玻璃或缓慢污染的色调。因此，优选也不进行中部图像区域中的不同颜色图案或者颜色模式的更复杂的考虑，因为在那里尤其可以设置唯一的部分颜色图案，从而可以将用于摄像机调节的直方图建立或用于车道识别的边缘探测和对象的识别调节到所述部分颜色图案上。因此，根据本专利技术能够以相对较低的硬件开销实现数据的快速处理。基本上，上部区域的第二颜色图案也可以不同于下部区域的第二颜色图案。此外，顔色掩模的上部区域和下部区域的大小可以不同。它们可以分别在像素阵列的完整行上延伸，或者也可以在水平方向上分别仅仅包括中部像素，使得中部区域可以在侧面延伸至上部区域旁并且直至顔色掩模的上边缘，和/或可以在侧面延伸至下部区域旁直至顔色掩模的下边缘。所基于的认识是在上部图像区域和下部图像区域中在侧面区段中可能出现一方面对于检测和分类而言重要而另一方面也可能妨碍周围环境的色温的确定的对象。此外，可以将在中部图像区域中检测和分类的对象外推到上部图像区域或者下部图像区域中，例如车道标记或更大的对象一如建筑物和树木，使得上部区域和/或下部区域的这些部分不用于确定色温，其中它们在必要时可以一同考虑用于随后的算法。由下部图像区域和/或上部图像区域的第二像素信号也可以补充地表示摄像机的光传感机构功能并且用于车辆中的其他功能。附图说明以下參照附图根据实施方式更详细地阐述本专利技术。附图示出图I :具有摄像机的车辆的街道场景的俯视图；图2:车辆的摄像机装置；图3:不同的颜色图案；图4 :由摄像机检测的图像以及具有根据本专利技术的划分的顔色掩模的像素阵列；图5 :根据本专利技术的方法的流程图。 具体实施例方式具有摄像机2的车辆I在车行道3上行驶。在摄像机2的检测区域4中检测在车行道3上或在车行道3外的不同对象10、11、12、13、14、15、16。根据图2，摄像机2安置在车辆I的车窗玻璃5、尤其是挡风玻璃5后面并且除在此未详细示出的成像光学器件6以外具有图像传感器7，所述图像传感器具有敏感的传感器面，在所述传感器面上构造有这里未详细示出的传感器像素(成像器像素)7a的矩阵布置。在具有传感器像素7a的敏感的传感器面上放置有顔色掩模(过滤器掩模)8，所述颜色掩模根据图4具有由过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.07 DE 102010003668.41.用于车辆摄像机(2)的图像传感器(7)的顔色掩模(8)，其中，所述颜色掩模(8)具有由具有不同光谱透射特性的过滤器像素(Pij)构成的矩阵布置，其中，一些过滤器像素是透明的过滤器像素(I)，其对于光是至少基本上均匀透明的，而其他过滤器像素(R，G，B, C)是具有波长选择性透射特性的彩色像素(R，G，B, C)，其中，所述颜色掩模(8)具有作为由具有特定的透射特性的过滤器像素(Pij)构成的重复布置的颜色图案(20a，20b, 20c, 20d, 20e, 20f),其特征在干，所述颜色掩模(8)具有中部区域(8a)和下部区域(8b)和/或上部区域(8c)，所述中部区域具有第一颜色图案(20b，20c, 20d, 20f)，所述下部区域(8b)和/或上部区域(8c)具有第二颜色图案(20e)，其中，所述第一颜色图案(20b，20c，20d，20f)和所述第二颜色图案(20e)不同并且所述第一颜色图案包含透明的过滤器像素(I )。2.根据权利要求I所述的颜色掩模，其特征在干，所述第一颜色图案(20b，20c,20d,20e)与所述第二颜色图案(20f)相比具有更大相对份额的透明的过滤器像素(I)。3.根据权利要求I或2所述的颜色掩模，其特征在于，所述第二颜色图案(20f)被构造为不具有透明的过滤器像素的全色图案(20f)，例如RGGB图案(20f)。4.根据以上权利要求中任一项所述的顔色掩模，其特征在于，所述下部区域(8b)和/或所述上部区域(8c)具有过滤器像素(Pij)的矩阵布置的多个完整的行，其中，所述中部区域(8a)与所述上部区域(8c)和/或所述下部区域(Sb)相比包含更多的行。5.根据以上权利要求中任一项所述的顔色掩模，其特征在干，所述第一顔色图案是部分颜色图案(20b，20c, 20d, 20f )，所述部分颜色图案不仅具有透明的过滤器而且具有彩色的过滤器。6.车辆摄像机(2)，其具有具有传感器像素(7a)的图像传感器(7)，设置在所述传感器像素(7a)前面的根据以上权利要求中任一项所述的顔色掩模(8)，以及控制与分析处理装置(9)，其中，所述图像传感器(7)向所述控制与分析处理装置(9)输出图像信号(SI)，所述图像信号包含所述图像传感器(7)的借助所述中部区域(8a)的过滤器像素(Pij)覆盖的传感器像素(7a)的第一像素信号(Sla)和所述图像传感器(7...

【专利技术属性】
技术研发人员：U·塞格，A·维尔茨维塞尔，P·鲁瑙，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：
国别省市：