CN110971883A - 彩色图像成像方法、电子装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种彩色图像成像方法、电子装置及存储介质，将分别具有不同光谱的多个光源进行组合，并根据组合的情况划分出若干发光组，按照顺序控制属于每个所述发光组的所有光源同时点亮，控制相机在属于同一所述发光组的所有光源同时点亮时成像。通过将多个具有不同光谱的光源进行组合并同时点亮获得混合光，从而可以获得与组合得到的发光组数量相同的颜色的光，从而在不同的混合光下获得彩色的图像。通过同时控制多个不同光谱的光源同时点亮获得混合光，由于可以通过电脉冲信号来控制不同光谱的光源的同时点亮，因此本实施例提供的获取彩色图像的方法，可以极大缩短线阵相机采集不同色彩图像的时间。

Description

彩色图像成像方法、电子装置及存储介质

技术领域

本发明涉及彩色图像成像技术领域，特别涉及一种彩色图像成像方法、电子装置及存储介质。

背景技术

现有的彩色成像系统是由图像采集设备、滤光片装置和滤光片切换装置组成。其中，包括红外截止滤光片、全通滤光片、偏正光滤光片、滤光片窗口、驱动机构和移动滑轨，移动滑轨承载红外截止滤光片、全通滤光片和偏正光滤光片，驱动机构与移动滑轨连接，驱动移动滑轨移动，使得承载在移动滑轨上的红外截止滤光片、全通滤光片或者偏正光滤光片移动到滤光片窗口位置处，切换到滤光片窗口位置的滤光片为当前摄像机采集图像时使用的滤光片类型。

现有的彩色成像装置会根据光源情况自动进行不同滤光片的切换，结构较为复杂，需要不断地切换滤光片，彩色图像采集时间较长。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种彩色图像成像方法、电子装置及存储介质，能够自动快速切换不同颜色光源，并同步触发相机快速捕获图像信息，缩短工作时间，提升工作效率。

第一方面，本发明实施例提供一种彩色图像成像方法，包括以下步骤：

将分别具有不同光谱的多个光源进行组合，并根据组合的情况划分出若干发光组；

按照顺序控制属于每个所述发光组的所有光源同时点亮；

控制相机在属于同一所述发光组的所有光源同时点亮时成像。

根据本发明实施例的一种彩色图像成像方法，至少具有如下有益效果：将分别具有不同光谱的多个光源进行组合，并根据组合的情况划分出若干发光组，按照顺序控制属于每个所述发光组的所有光源同时点亮，控制相机在属于同一所述发光组的所有光源同时点亮时成像。通过将多个具有不同光谱的光源进行组合并同时点亮获得混合光，从而可以获得与组合得到的发光组数量相同的颜色的光，从而在不同的混合光下获得彩色的图像。通过同时控制多个不同光谱的光源同时点亮获得混合光，由于可以通过电脉冲信号来控制不同光谱的光源的同时点亮，因此本实施例提供的获取彩色图像的方法，可以极大缩短线阵相机采集不同色彩图像的时间。同时，通过组合不同光源进行混色的方法获得彩色光源，也节省了光源的数量，降低了结构复杂度。同时，也无省去了滤光片的成本，利于彩色成像在工业上的普及。

本发明的一个特定实施例中，多个所述光源包括红色光源、绿色光源和蓝色光源；

所述发光组包括：

第一发光组：红色光源；

第二发光组：绿色光源；

第三发光组：蓝色光源；

第四发光组：红色光源和绿色光源；

第五发光组：红色光源和蓝色光源；

第六发光组：绿色光源和蓝色光源；

第七发光组：红色光源、绿色光源和蓝色光源。

第二方面，本发明实施例提供一种彩色图像成像方法，包括以下步骤：

步骤S0:令周期T＝0；

步骤S1：判断传送带上图像采集区域内是否存在目标检测物，若是，则执行步骤S2；若否，则执行步骤S3；

步骤S2:将分别具有不同光谱的多个光源进行组合，并根据组合的情况划分出若干发光组，按照顺序控制属于每个所述发光组的所有光源同时点亮，控制线阵相机在属于同一所述发光组的所有光源同时点亮时成像，令周期T＝T+1，返回步骤S1；

步骤S3：判断周期T≠0是否成立，若是，则按照周期T的顺序输出所述线阵相机的成像数据。

根据本发明实施例的一种彩色图像成像方法，至少具有如下有益效果：将分别具有不同光谱的多个光源进行组合，并根据组合的情况划分出若干发光组，按照顺序控制属于每个所述发光组的所有光源同时点亮，控制相机在属于同一所述发光组的所有光源同时点亮时成像。通过将多个具有不同光谱的光源进行组合并同时点亮获得混合光，从而可以获得与组合得到的发光组数量相同的颜色的光，从而在不同的混合光下获得彩色的图像。通过同时控制多个不同光谱的光源同时点亮获得混合光，由于可以通过电脉冲信号来控制不同光谱的光源的同时点亮，因此本实施例提供的获取彩色图像的方法，可以极大缩短线阵相机采集不同色彩图像的时间。同时，实时检测传送带上的图像采集区域是否存在目标检测物，并在检测到目标检测物后，通过切换光源的方法获取在传送带的图像采集区域内的目标检测物的多光谱图像，在传送带将目标检测物动态传送经过图像采集区域的时候同时实现彩色图像的采集，实现了对生产线上的运动物体的彩色成像，利于彩色成像在工业的普及。

本发明的一个特定实施例中，所述步骤S3还包括：

判断周期T≠0是否成立，若否，则调高传送带的传送速度。

第三方面，本发明提供了一种电子装置，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明第一方面所述的彩色图像成像方法。因此具有上述第一方面实施例的全部有益效果。

第四方面，本发明提供了一种电子装置，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明第二方面所述的彩色图像成像方法。因此具有上述第二方面实施例的全部有益效果。

第五方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行如本发明第一方面所述的彩色图像成像方法。因此具有上述第一方面实施例的全部有益效果。

第六方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行如本发明第二方面所述的彩色图像成像方法。因此具有上述第二方面实施例的全部有益效果。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明第二实施例的流程图；

图2为本发明第三实施例的流程图；

图3是本发明第二实施例的时序图；

图4是本发明第一实施例的电子装置示意图；

图5是本发明第二实施例的混色表；

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本，而不能理解为对本的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

在图像采集装置中，获取彩色图像的装置系统通常依次包括外部光源、彩色滤光片和光学相机，外部光源通过彩色滤光片，到达光学相机，获取彩色成像信息。其中，彩色滤光片通常设有红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片。

人眼一般能感知的电磁波的波长是在400～760nm的可见光频谱，通常人眼能感知到的红色、绿色和蓝色是在可见光范围内，而在不可见光范围内也有超过760nm的近红外光谱，但现有的彩色图像传感器的红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片均会透过不可见光，影响彩色图像成像质量。

现有的成像装置会根据光源情况自动进行不同滤光片的切换，降低了图像采集设备发生过曝的概率，虽然可以保持图像较好的色彩饱和度，但是结构较为复杂，成本较高，需要不断地切换滤光片，采集时间过长，操作麻烦。

基于此，本发明提供一种彩色图像成像方法，不需要机械性切换滤光片，而是利用电脉冲信号来控制三种不同颜色的光束，实现控制系统的自动化切换，节省切换时间，就可以获取到高质量的彩色图像。

下文提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同方案，值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对发明的具体限制。

参照图4所示，为本发明第一实施例提供的一种电子装置100，包括存储器102、处理器101，图4中以一个处理器101和一个存储器102为例。

处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。

存储器102作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外，存储器102可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器102可选包括相对于处理器远程设置的存储器102，这些远程存储器可以通过网络连接至该电子装置100。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

本领域技术人员可以理解，图4中示出的装置结构并不构成对电子装置100的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

图4所示，为本发明第一实施例的电子装置，在该实施例中，电子装置100中处理器101可以用于调用存储器102中存储的彩色图像成像方法，并执行以下步骤：

步骤S100：将分别具有不同光谱的多个光源进行组合，并根据组合的情况划分出若干发光组；

步骤S200：按照顺序控制属于每个所述发光组的所有光源同时点亮；

步骤S300：控制相机在属于同一所述发光组的所有光源同时点亮时成像。

基于上述电子装置的硬件结构，提出本发明的一种彩色图像成像方法的各个实施例。

参照图1所示，为本发明第二实施例的彩色图像成像方法，包括以下步骤：

步骤S100：将分别具有不同光谱的多个光源进行组合，并根据组合的情况划分出若干发光组；

步骤S200：按照顺序控制属于每个所述发光组的所有光源同时点亮；

步骤S300：控制相机在属于同一所述发光组的所有光源同时点亮时成像。

本实施例中，光源包括发光二极管，为了获得不同光谱的光，不同光源分别选用能发出不同频率光谱的发光二极管。处理器与各个光源电连接，并通过向各个光源发送脉冲信号控制每个光源的二极管按照顺序单独点亮。相机可以采用面阵相机或者线阵相机。

本实施例中，选用分别能够发出红色光谱、绿色光谱和蓝色光谱的红色光源、绿色光源和蓝色光源三种光源，对这三种光源进行组合可以得到七种组合结果，也就是七个发光组，七个发光组包括：

第一发光组：红色光源；

第二发光组：绿色光源；

第三发光组：蓝色光源；

第四发光组：红色光源和绿色光源；

第五发光组：红色光源和蓝色光源；

第六发光组：绿色光源和蓝色光源；

第七发光组：红色光源、绿色光源和蓝色光源。

如图5所示，当属于每个发光组内的所有光源均同时点亮时，这些光源照射到的地方就会发生混色，从而形成多于三种颜色的现象。例如，当属于第四发光组的红色光源和绿色光源同时点亮，不属于第四发光组的蓝色光源熄灭时，红色和绿色混色为黄色。七组发光组的混色结果如图5的混色表格所示。

要求红色光源、绿色光源和蓝色光源这三个光源的每个光源在单独点亮的时候都把相应的光照射在需要成像的目标检测物上的同一位置。在控制属于某个发光组的所有光源均同时点亮的时候，处理器向线阵相机发送线阵相机触发信号，并控制线阵相机在线阵相机触发信号的下降沿对当前时刻目标检测物上被属于该发光组的所有光源发出的光共同照射的位置成像，从而分别获得彩色图像。控制时序图如图3所示。由于采用电脉冲信号的方式切换七个发光组的状态，相较于传统的机械切换滤光片的方式，不仅加快了彩色成像的速率，而且也节省了滤光片以及滤光片切换设备的成本，利于彩色成像在工业的普及。

参照图2所示，为本发明第三实施例的彩色图像成像方法，包括以下步骤：

步骤S0:令周期T＝0；

步骤S1：判断传送带上图像采集区域内是否存在目标检测物，若是，则执行步骤S2；若否，则执行步骤S3；

步骤S2:将分别具有不同光谱的多个光源进行组合，并根据组合的情况划分出若干发光组，按照顺序控制属于每个所述发光组的所有光源同时点亮，控制线阵相机在属于同一所述发光组的所有光源同时点亮时成像，令周期T＝T+1，返回步骤S1；

步骤S3：判断周期T≠0是否成立，若是，则按照周期T的顺序输出所述线阵相机的成像数据。

本实施例中，将彩色成像应用到生产线上，用于对生产线上运动物体进行检测并进行多光谱成像。为了检测传送带上图像采集区域内是否存在目标检测物，可以采用在传送带图像采集区域的两侧分别设置光信号发射装置和光信号接收装置，图像采集区域是传送带上方空间被三个光源单独点亮时同时照射到的区域，也是线阵相机成像时拍摄到的区域。当传送带将目标检测物传送带图像采集区域是，光信号发射装置发射的光信号被阻挡，光信号接收装置无法接收到相应的光信号，则判断此时图像采集区域存在目标检测物，执行步骤S2。

另外一个实施例中，可以采用图像识别的方法检测图像采集区域是否存在目标检测物。

在步骤S2中，处理器向按照设定好的顺序依次向各个光源发送脉冲信号控制相应光谱的发光二极管单独点亮，同时，处理器向线阵相机发送线阵相机触发信号，在每个发光二极管单独点亮的时候控制线阵相机对图像采集区域上被当前光线照射到的目标检测物成像。由于，线阵相机的成像区域不足以完全覆盖目标检测物，因此，需要通过传送带带动目标检测物在图像采集区域内移动来配合线阵相机将整个目标检测物成像。

其中一种实施方式是，在每一个相同的周期T内传送带中止传送，只有在切换周期T时，才移动传送带，这样子可以保证图像成像的品质。另外一种实施方式中，在线阵相机成像的时候，传送带也可以保持均匀的传送，由于传送带的传送速度小于线阵相机的成像速度，因此也可以保证线阵相机把目标检测物的所有位置都成像，至于成像数据中的重叠部分，可以通过后期的图像处理来克服。

当图像采集区域内不存在目标检测物，并且周期T≠0时，说明此时目标检测物刚刚通过图像检测区域，因此需要按照周期T的顺序输出所述线阵相机的成像数据。由于线阵相机每次都是都目标检测物的部分位置成像，因此，需要设置周期T来对每次成像的数据进行排序，使得最终输出的成像数据是有序的，便于后续的图像处理。

如图2所示，本发明的第四实施例提供了一种彩色图像成像方法，所述步骤S3还包括：

判断周期T≠0是否成立，若否，则调高传送带的传送速度。

当图像采集区域内不存在目标检测物，并且周期T＝0时，说明此时已经采集完目标检测物的彩色图像，并且将彩色图像数据输出了。因此需要开始对对传送带上的下一个目标检测物进行彩色成像，处理器向驱动传送带传送的电机发送脉冲信号，控制传送带调高传送速度，加快彩色成像的效率。

本发明的第五实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行如本发明第二实施例至第四实施例所述的彩色图像成像方法。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (8)

1.一种彩色图像成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

将分别具有不同光谱的多个光源进行组合，并根据组合的情况划分出若干发光组；

按照顺序控制属于每个所述发光组的所有光源同时点亮；

控制相机在属于同一所述发光组的所有光源同时点亮时成像。

2.根据权利要求1所述的一种彩色图像成像方法，其特征在于：多个所述光源包括红色光源、绿色光源和蓝色光源；

所述发光组包括：

第一发光组：红色光源；

第二发光组：绿色光源；

第三发光组：蓝色光源；

第四发光组：红色光源和绿色光源；

第五发光组：红色光源和蓝色光源；

第六发光组：绿色光源和蓝色光源；

第七发光组：红色光源、绿色光源和蓝色光源。

3.一种彩色图像成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S0:令周期T＝0；

步骤S1：判断传送带上图像采集区域内是否存在目标检测物，若是，则执行步骤S2；若否，则执行步骤S3；

步骤S2:将分别具有不同光谱的多个光源进行组合，并根据组合的情况划分出若干发光组，按照顺序控制属于每个所述发光组的所有光源同时点亮，控制线阵相机在属于同一所述发光组的所有光源同时点亮时成像，令周期T＝T+1，返回步骤S1；

步骤S3：判断周期T≠0是否成立，若是，则按照周期T的顺序输出所述线阵相机的成像数据。

4.根据权利要求3所述的一种彩色图像成像方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：

判断周期T≠0是否成立，若否，则调高传送带的传送速度。

5.一种电子装置，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1或2所述的彩色图像成像方法。

6.一种电子装置，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述程序时实现如权利要求3或4所述的彩色图像成像方法。

7.计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于：所述计算机可执行指令用于执行如权利要求1或2所述的彩色图像成像方法。

8.计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于：所述计算机可执行指令用于执行如权利要求3或4所述的彩色图像成像方法。

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