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视觉测量技术中的分色滤光片与RGB原色分色法的应用

【摘要】:RGB原色分色法又称三原色分色法。其缺点在于色彩分量噪声干扰较大,一般需采用ISO感光度不超过400的原色分色滤光摄像机才能克服。补色分色摄像机多了一个滤色器,色彩分辨比较细致,但牺牲了部分影像的分辨率,在ISO感光度上补色分色摄像机感光度可设定在800以上。其中,色度信号用传感器前的一些特定的分色滤光片装置并结合后面的电路完成。

分色滤光片位于光学镜头和图像传感器之间或与图像传感器整合在一起,当摄像机中不具备分色滤光片时,传感器输出的是光照强度信号,即摄像机输出的是黑白图像。为了使图像传感器输出彩色信号,必须在传感器的CCD或CMOS前方加装滤光片,以使该单元只输出特定色彩分量的光强度,这样摄像机就可输出彩色图像。

常用的分色方式有两种:一种是RGB原色分色法。另一种是CMYK补色分色法。这两种方法各有优缺点。RGB原色分色法又称三原色分色法。通过模拟人眼颜色感知特性,由红、绿、蓝组成,彩色信息就是由这三原色通道互相调节合成的。CMYK补色分色法,由四个通道的颜色配合而成,分别是青(C)、品红(M)、黄(Y)、黑(K)四种。其中,C是G和B的补色,M是R和B的补色,Y是R和G的补色,而K则代表黑色,用于补偿补色合成黑色的不足。CMYK适用于印刷业,其调制出来的颜色没有RGB调制的颜色多。

原色分色滤光摄像机的优势在于画质锐利、色彩真实。其缺点在于色彩分量噪声干扰较大,一般需采用ISO感光度不超过400的原色分色滤光摄像机才能克服。补色分色摄像机多了一个滤色器,色彩分辨比较细致,但牺牲了部分影像的分辨率,在ISO感光度上补色分色摄像机感光度可设定在800以上。(www.chuimin.cn)

单传感器摄像机仅有一片传感器芯片,并由这个单一的传感器芯片进行亮度与彩色信号(即色度信号)的光电转换。其中,色度信号用传感器前的一些特定的分色滤光片装置并结合后面的电路完成。采用一片传感器同时完成颜色亮度的转换,拍摄的图像在色彩还原上存在一定缺陷。

多传感器摄像机是一台摄像机使用了多片传感器芯片。利用棱镜分光原理将彩色光分色,然后投射到多个传感器上,再通过信号处理电路将多个传感器获得的亮度信号合成彩色图像信号。与单传感器摄像机相比,多传感器拍摄出来的图像从色彩还原上更自然,亮度与清晰度都比单传感器好,但装置结构复杂、成本高。