由于兼具光谱分辨和空间分辨能力, 快照式窄带多光谱成像在资源遥感、 精准农业、 医疗检测等领域将有广泛应用。 由于该方法使用窄带成像来提高光谱分辨率及图像对比度, 所获得的图像是灰度信息, 失去了场景的色彩信息, 不便专家对图像鉴别、 评价与赏析。 已有的色彩还原算法主要针对光谱波段带宽较宽或者多个波段叠加基本覆盖整个可见光谱范围等两种光谱成像仪, 不适合窄带多光谱成像方法的色彩还原。 该研究适合于快照式窄带多光谱成像的色彩还原方法, 提出建立窄带多光谱彩色相机的概念。 首先, 提出两种窄带多光谱色彩还原方法: (1)基于CIE色度系统三刺激值色的, (2)基于贝尔阵列插值算法的; 其次, 分别应用两种算法还原快照式窄带多光谱相机所获得的植物、 手臂及宫颈组织等三种代表性场景窄带多光谱灰度图像; 之后, 计算并比较表征两种算法所得的代表性场景彩色图像的均值、 方差、 熵及梯度等表征图像质量的参数数值, 确定出适合快照式窄带多光谱成像的色彩还原方法; 最后, 对所确定的色彩还原算法进行色偏校正。 实验结果表明, 基于CIE三刺激值色彩还原方法比贝尔阵列插值法更适用于窄带多光谱成像颜色复原。 配合使用CIE三刺激值色彩还原方法及灰度图象校正算法, 从窄带光谱成像所获得的植物、 手臂皮肤及宫颈组织的灰度图像所还原出的近彩色图像逼近物体真实色彩, 满足人眼观察习惯。 介绍了仅覆盖可见光光谱范围30%的窄带多光谱图像进行色彩还原的方法, 该方法证明快照式窄带多光谱成像可以兼具光谱分辨能力, 同时保持可供人主观辨识的色彩信息。 所提出实现快照式窄带多光谱彩色成像的方法, 有望设计不同于传统RGB相机的彩色相机实施方案。
快照式窄带多光谱成像 色彩还原方法 CIE三刺激值积分 贝尔阵列插值 窄带多光谱彩色相机 Snapshot narrow-band spectral imaging Color recovery method CIE three primary color Bayer filter array interpolation Narrow band spectral imaging color camera
上海大学 微电子研究与开发中心, 上海 200072
介绍了目前市面上常见的RGB三基色排列。提出一种三基色多子像素排列, 在传统RGB基础上加入更多绿色子像素, 将原图像的RGB数据转换得到新的RGBG数据, 然后对转换得到的RGBG子像素数据进行着色。显示比较可见, 提出的子像素排列既保证了图像与RGB传统排列图像有一样的分辨率, 保持了原图像的清晰度和饱和度, 又显著提高了单位面积像素数, 显示图像更细腻平滑。
三基色 每英寸像素数 子像素排列 three-primary color Pixel Per Inch (PPI) sub-pixel arrangement
上海大学微电子研究与开发中心, 上海 200072
提出了两种基于三基色的多子像素着色算法, 在传统RGB结构上加入更多绿色子像素, 将原图像的RGB数据转换得到RGBG数据, 并对数据进行着色。该算法既保证了图像与传统RGB传统排列图像有一样的分辨率, 又显著提高了每英寸像素数(PPI)。仿真结果表明, 本文两种算法可在保持原图像清晰度和饱和度的同时, 提高50%的PPI, 使得图像显示更细腻平滑。
成像系统 每英寸像素数 子像素着色算法 三基色 激光与光电子学进展
2017, 54(12): 121101