基于摄像头模组红外串扰测定的四带图像色彩校正

发布时间：2020-07-26 22:06

【摘要】：目前,市面上的监控系统多采用红外一体化的摄像机,其感光元件CCD(电荷耦合元件)或CMOS(互补金属氧化物半导体)不仅能够感知人类所能感知到的可见光,而且能接收到近红外光。为了处理近红外光对R、G、B三通道产生的串扰问题,目前监控领域采用的方式是在光学成像系统中加入电控机械装置即IR-CUT切换器。实现了白天滤除红外光,在夜晚利用红外光补偿的功能,达到日夜拍摄的目的。但在早上或者傍晚时段的来回切换会发生振荡现象,容易造成滤镜切换不到位、故障率高和寿命下降等问题。本文针对上述问题,提出了基于摄像头模组红外串扰测定的四带图像色彩校正算法。该算法采用多项式回归的思想构建串扰矩阵,利用最小二乘法拟合出最佳解串扰矩阵,用算法的方式替代了机械切换装置,避免了机械故障。该方法利用色卡上的数值获取校正矩阵,接着使用该解串扰矩阵对同种光源条件下的四带图像进行色彩校正,达到滤除红外光串扰的目的。实验结果表明,该方法在室内和室外环境都能够对四带图像进行一定程度的校正,且只需一次定标解串扰矩阵,就能够对同种光源条件下的不同四带图像进行偏色校正,为后续四带图像色彩的进一步还原做了有益的探索。
【学位授予单位】：福建师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP391.41;TN948.41
【图文】：

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以滤除红外光，从而免造成对图像的千扰。在夜晚或者是可见光强度逡逑低的时候，摄像机为了能够看清物体，会利用红外光来进行拍摄。所以该红外滤波逡逑片采用的是机械装置，即在白天时候，红外滤波片是处于使用状态，而在夜晚时候逡逑则会自动切换成不使用状态，从而使之能够接收红外光线，故在夜晚时候也会成像，逡逑只是此时的成像为红外图像［７］。这种机械装置存在着一定的缺陷：第一，摄像机在逡逑使用过程中，一般是安置在室外，如果使用时间久了，这个机械装置有可能会失灵，逡逑从而导致成像有所偏差。第二，在切换过程中会有个阈值判断，即何时该接收红外逡逑光何时不该接收红外光，．该阈值在傍晚这个时间段很难判断。逡逑为了解决上述的缺陷，本文将采用算法的方式来替代传统的机械装置，从而达逡逑到全天２４小时实时的监控效果，大大延长了摄像头的工作时长，减少红外滤波片所逡逑需的费用。本课题采用构建摄像头模组的实验方式，即在摄像头前面增加一片双峰逡逑滤波片用以滤除８５０ｎｍ以外的大部分红外光对ＲＧＢ三通道的影响，而８５０ｎｍ的红逡逑外光则需要用算法的方式来解除串扰。其整个摄像头模组的构建方式如图２所示，逡逑在传统摄像头结构基础上摘除红外滤光片，从而用双峰滤光片代替。逡逑

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图５邋ＲＧＢＩＲ图像传感器的量化响应曲线逡逑三、国内外研究现状逡逑目前国内外主流颜色校正方法并不能解决所有的图像偏色问题，也不能直接应逡逑用于四带图像的色彩校正［１２，１４，１６］。在公开的文献资料中，蔡坚勇副教授的研究小组逡逑近年从事了四带图像色彩校正方面的研究工作［１２＾］，以及上海的一家公司发表了有逡逑关ＲＧＢＩＲ图像的专利［１＼其中有关研究工作如下文所述：逡逑①基于颜色空间算法逡逑晏撦等［１２］从ＹＣｂＣｒ彩色模型和ＨＳＬ彩色模型的各个分量对四带图像进行分析，逡逑接着将整幅四带图像根据Ｈ分量进行树木和非树木区域的划分，然后利用ＹＣｂＣｒ逡逑彩色模型对偏色较严重的树木区域利用白平衡算法的思想进行校正，而对于非树木逡逑－３－逡逑

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