适用于计算机视觉处理的光学识别系统技术方案

光学识别系统包含4x4矩阵图像传感器、两组线缓冲器，和内插单元。4x4矩阵图像传感器包含排列成拜耳阵列的2个红光像素、8个绿光像素、2个蓝光像素，和4个红外光像素。两组线缓冲器用来储存像素的亮度信息。内插单元依据缓冲单元所储存的亮度信息来插补每一像素中缺少的成份，进而输出图像数据，其中该图像数据包含相关每一像素的亮度信息的全彩亮度信息。含相关每一像素的亮度信息的全彩亮度信息。含相关每一像素的亮度信息的全彩亮度信息。

【技术实现步骤摘要】
适用于计算机视觉处理的光学识别系统


[0001]本专利技术相关于一种适用于计算机视觉处理的光学识别系统，尤指一种包含4x4 kernel图像传感器且适用于计算机视觉处理的光学识别系统。

技术介绍

[0002]消费性电子产品常会使用图像传感器来将光学图像转换成电子信号，进而制作彩色图像。图像传感器多半使用感光耦合元件(charge-coupled device,CCD)或互补式金属氧化物半导体主动像素传感器(CMOS active pixel sensor)等感光元件，再利用特定排列的滤色阵列来感知每种色彩的强弱，最后再对收集到的亮度信息来进行插补和校正等处理以制作全彩图像。
[0003]图1为先前技术光学识别系统中所采用2x2矩阵(kernel)图像传感器的示意图。2x2kernel图像传感器包含红光像素R绿光像素G、一蓝光像素B，以及红外光像素IR，其中每一像素中缺少的成份可依据其周围像素的亮度信息来进行插补。举例来说，可依据绿光像素G的亮度信息来插补红光像素R中的绿光成份，可依据蓝光像素B的亮度信息来插补红光像素R中的蓝光成份，并依据红外光像素IR的亮度信息来插补红光像素R中的红外光成份。
[0004]然而，先前技术光学识别系统系针对人眼应用，需使用很多组线缓冲器(line buffer)来储存多条扫描线的亮度信息以插补RGB图像和IR图像，以及使用复杂演算法来还原人眼识别所需的图像特征。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种适用于计算机视觉处理的光学识别系统，其包含4x4矩阵图像传感器、缓冲单元，以及内插单元。该4x4矩阵图像传感器包含第一和第二红光像素、第一至第八绿光像素、第一和第二蓝光像素和第一至第四个红外光像素，该4x4 kernel图像传感器中的像素组成相邻的第一至第四扫描线。该缓冲单元用来储存该第一至第四扫描线中至少两条扫描线的亮度信息。该内插单元依据该缓冲单元所储存的亮度信息来插补每一像素中缺少的成份，进而输出图像数据，其中该图像数据包含相关每一像素的亮度信息的全彩亮度信息。
附图说明
[0006]图1为先前技术光学识别系统中所采用2x2 kernel图像传感器的示意图。
[0007]图2为本专利技术实施例中一种适用于计算机视觉处理的光学识别系统的功能方块图。
[0008]图3为本专利技术另一实施例中一种适用于计算机视觉处理的光学识别系统的功能方块图。
[0009]图4为本专利技术实施例中图像捕获装置所采用4x4 kernel图像传感器的示意图。
[0010]图5为本专利技术实施例中图像捕获装置10中位于第m列和第n行的4x4kernel图像传
感器PX(n,m)的示意图。
具体实施方式
[0011]图2为本专利技术实施例中一种适用于计算机视觉处理的光学识别系统100的功能方块图。图3为本专利技术另一实施例中一种适用于计算机视觉处理的光学识别系统200的功能方块图。光学识别系统100和200各包含图像捕获装置10、内插单元20、缓冲单元30、校正单元40、输出决策单元50，以及计算机视觉处理单元60。光学识别系统100还包含图像信号处理器(image signal processor,ISP)70。
[0012]在光学识别系统100和200中，图像捕获装置10包含至少一组4x4 kernel图像传感器，每一4x4 kernel图像传感器可由感光元件和滤色阵列所组成，其包含排列成拜耳(Bayer)阵列的多个红光像素、多个绿光像素、多个蓝光像素，以及多个红外光像素，上述像素形成相邻的四条扫描线。
[0013]图4为本专利技术实施例中图像捕获装置10实施方式的示意图。本专利技术图像捕获装置10可包含多个以阵列方式设置的4x4 kernel图像传感器，亦即水平方向有M列4x4 kernel图像传感器，而垂直方向有N行4x4 kernel图像传感器，其中M和N为大于1的整数。每一4x4 kernel图像传感器包含2个红光像素、8个绿光像素、2个蓝光像素，以及4个红外光像素，其中R代表红光像素、G代表绿光像素、B代表红光像素、IR代表红外光像素，且括号内的数字代表每一像素的坐标。针对可见光的识别，绿光像素的数量多于红光像素和蓝光像素的原因是为了反应人眼对各种颜色的敏感度，亦即在可见光中人眼对绿色最为敏感，红色次之，而蓝色最不敏感。为了说明目的，假设图像捕获装置10的扫描方向为水平，每一扫描线分别由S0～S4N-1来代表，而箭头方向对应扫描方向。
[0014]图5为本专利技术实施例中图像捕获装置10中位于第m列和第n行的4x4kernel图像传感器PX(n,m)的示意图。4x4 kernel图像传感器PX(n,m)包含2个红光像素R(4n,4m+1)和R(4n+2,4m+3)、8个绿光像素G(4n,4m)、G(4n,4m+2)、G(4n+1,4m+1)、G(4n+1,4m+3)、G(4n+2,4m)、G(4n+2,4m+2)、G(4n+3,4m+1)和G(4n+3,4m+3)、2个蓝光像素B(4n,4m+3)和B(4n+2,4m+1)，以及4个红外光像素IR(4n+1,4m)、IR(4n+1,4m+2)、IR(4n+3,4m)和IR(4n+3,4m+2)，其中M和N为大于3的整数，m为介于1和M之间的整数，而n为介于1和N之间的整数。为了说明内插单元20对4x4 kernel图像传感器PX(n,m)中每一坐标进行插补的方式，图5另显示4x4 kernel图像传感器PX(n,m)周围的6个4x4 kernel图像传感器PX(n-1,m-1)、PX(n-1,m)、PX(n-1,m+1)、PX(n,m-1)、PX(n,m+1)、PX(n+1,m-1)、PX(n+1,m)和PX(n+1,m+1)中会使用到的像素。
[0015]在本专利技术的实施例中，光学识别系统100和200中的缓冲单元30包含两组线缓冲器。因此针对4x4 kernel图像传感器PX(n,m)中红光像素所在的坐标，其红光成份可由该坐标红光像素的亮度信息来提供，其绿光成份可由内插单元20依据相邻该坐标红光像素的4个绿光像素的亮度信息来进行插补，其蓝光成份可由内插单元20依据水平方向最接近该坐标红光像素的2个蓝光像素的亮度信息来进行插补，而其红外光成份可由内插单元20依据最接近该坐标红光像素的4个红外光像素的亮度信息来进行插补。
[0016]针对4x4 kernel图像传感器PX(n,m)中绿光像素所在的坐标，其红光成份可由内插单元20依据水平方向或垂直方向相邻该坐标绿光像素的1个红光像素的亮度信息来进行
插补，其绿光成份可由该坐标绿光像素的亮度信息来提供，其蓝光成份可由内插单元20依据水平方向或垂直方向相邻该坐标绿光像素的1个蓝光像素的亮度信息来进行插补，而其红外光成份可由内插单元20依据水平方向或垂直方向相邻该坐标绿光像素的2个红外光像素的亮度信息来进行插补。
[0017]针对4x4 kernel图像传感器PX(n,m)中蓝光像素所在的坐标，其红光成份可由内插单元20本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于计算机视觉处理的光学识别系统，其包含：图像捕获装置，其包含第一4x4矩阵(kernel)图像传感器，该第一4x4矩阵图像传感器包含第一和第二红光像素、第一至第八绿光像素、第一和第二蓝光像素和第一至第四红外光像素，该第一4x4 kernel图像传感器中的像素组成相邻的第一至第四扫描线；缓冲单元，用来储存该第一至第四扫描线中至少两条扫描线的亮度信息；以及内插单元，用来依据该缓冲单元所储存的亮度信息来插补每一像素中缺少的成份，进而输出图像数据，其中该图像数据包含相关每一像素的亮度信息的全彩亮度信息。2.根据权利要求1所述的光学识别系统，其中：该第一扫描线依次包含该第一绿光像素、该第一红光像素、该第二绿光像素，以及该第一蓝光像素；该第二扫描线依次包含该第一红外光像素、该第三绿光像素、该第二红外光像素，以及该第四绿光像素；该第三扫描线依次包含该第五绿光像素、该第二蓝光像素、该第六绿光像素，以及该第二红光像素；且该第四扫描线依次包含该第三红外光像素、该第七绿光像素、该第四红外光像素，以及该第八绿光像素。3.根据权利要求2所述的光学识别系统，其中该缓冲单元包含两组线缓冲器(line buffer)，且该内插单元另用来：依据该第一红光像素的亮度信息来进行插补以提供该第三绿光像素所在坐标的红光成份，依据该第三绿光像素的亮度信息来提供该第三绿光像素所在坐标的绿光成份，依据该第二蓝光像素的亮度信息来进行插补以提供该第三绿光像素所在坐标的蓝光成份，以及依据该第一红外光像素和该第二红外光像素的亮度信息来进行插补以提供该第三绿光像素所在坐标的红外光成份。4.根据权利要求2所述的光学识别系统，其中该缓冲单元包含两组线缓冲器，且该内插单元另用来：依据该第一红光像素和该第二红光像素的亮度信息来进行插补以提供该第二红外光像素所在坐标的红光成份，依据该第二绿光像素、该第三绿光像素、该第四绿光像素和该第六绿光像素的亮度信息来进行插补以提供该第二红外像素所在坐标的绿光成份，依据该第一蓝光像素和该第二蓝光像素的亮度信息来进行插补以提供该第二红外像素所在坐标的蓝光成份，以及依据该第二红外光像素的亮度信息来提供该第二红外像素所在坐标的红外光成份。5.根据权利要求1所述的光学识别系统，其中：该图像捕获装置还包含第二4x4 kernel图像传感器，该第二4x4 kernel图像传感器包含第三和第四红光像素、第九至第十六绿光像素、第三和第四蓝光像素和第五至第八个红外光像素，该第一4x4 kernel图像传感器和该第二4x4 kernel图像传感器中的像素组成相邻的该第一至该第四扫描线；该第一扫描线依次包含该第一绿光像素、该第一红光像素、该第二绿光像素、该第一蓝光像素、该第九绿光像素、该第三红光像素、该第十绿光像素，以及该第三蓝光像素；该第二扫描线依次包含该第一红外光像素、该第三绿光像素、该第二红外光像素、该第
四绿光像素、该第五红外光像素、该第十一绿光像素、该第六红外光像素，以及该第十二绿光像素；该第三扫描线依次包含该第五绿光像素、该第二蓝光像素、该第六绿光像素、该第二红光像素、该第十三绿光像素、该第四蓝光像素、该第十四绿光像素，以及该第四红光像素；且该第四扫描线依次包含该第三红外光像素、该第七绿光像素、该第四红外光像素、该第八绿光像素、第七红外光像素、该第十五绿光像素、该第八红外光像素，以及该第十六绿光像素。6.根据权利要求5所述的光学识别系统，其中该缓冲单元包含两组线缓冲器，且该内插单元另用来：依据该第二红光像素的亮度信息来提供该第二红光像素所在坐标的红光成份，依据该第四绿光像素、该第六绿光像素、该第八绿光像素和该第十三绿光像素的亮度信息来提供该第二红光像素所在坐标的绿光成份，依据该第二蓝光像素和该第四蓝光像素的亮度信...

【专利技术属性】
技术研发人员：马清轩，蔡孟哲，黄熙钧，
申请(专利权)人：伟诠电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：