[發明專利]基于迭代閾值法的反射率光譜重建方法

有效

• 申請號: 201310534391.0
• 申請日: 2013-11-01
• 公開（公告）號: CN103528968A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 張雷洪;劉真;吳光遠;于海琦
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 上海脫穎律師事務所 31259
• 代理人: 脫穎

技術領域

本發明涉及一種反射率光譜重建方法，特別涉及一種基于迭代閾值法的反射率光譜重建方法。

背景技術

現有反射率光譜重建方法可分為三類：直接重建法、插值重建法和基于學習的重建法。直接光譜重建法必須首先知道光譜成像系統的光譜特征參數，并且也需要對系統噪聲進行特征化，這使得該類方法難以獲得廣泛應用；插值重建法計算量較大；基于學習的重建法估算出的反射率光譜與成像系統的輸出數值有很好的相關性，這符合數據的物理特性，但獲得的結果精度不高。而且反射率光譜是空間稀疏信號，以上重建方法均沒有充分利用反射率光譜的空間稀疏性，減少計算時間，提高重建精度。

發明內容

本發明針對現有反射率光譜重建方法中存在的重建效率低和重建精度不高等問題，提出一種基于迭代閾值法的反射率光譜重建方法，該方法能夠充分利用反射率光譜空間稀疏特性，提高反射率的光譜重建效率和重建精度。

本發明的目的在于提供一種基于迭代閾值法的反射率光譜重建方法，包括如下步驟：

1）對訓練樣本集的處理：采用光度計對訓練樣本集進行多光譜圖像的采集，并對所獲取的反射率光譜進行主成分分析，得到訓練樣本集的基函數向量作為重建基函數向量；

2）對多光譜測試圖像的處理：采用標準照明體和普通RGB相機獲取多光譜測試圖像的RGB三刺激值R、G、B，并將其轉換為CIE1931標準色度觀察者光譜三刺激值X、Y、Z；

3）多光譜測試圖像的反射率光譜重建：根據獲取的重建基函數向量、多光譜測試圖像的RGB三刺激值、CIE1931標準色度觀察者顏色匹配函數、標準照明體的相對光譜功率分布，利用迭代閾值法重建多光譜測試圖像的反射率光譜圖像。

本發明的有益效果在于：本發明基于迭代閾值法的反射率光譜重建方法，能夠充分利用反射率光譜空間稀疏特性，提高反射率光譜的重建效率和重建精度。

附圖說明

圖1為基于迭代閾值法的反射率光譜重建流程圖；

圖2為本發明具體實施方式的反射率光譜重建方法的前三個基函數向量；

圖3為基于本發明的反射率光譜重建過程中相機獲取的RGB三刺激值圖像；

圖4為基于本發明的反射率光譜重建方法重建的反射率光譜圖像。

具體實施方式

下面基于附圖詳細描述本發明的基于迭代閾值法的反射率光譜重建方法。

【針對單個色塊】

基于迭代閾值法的反射率光譜重建方法如下：

1）對訓練樣本集的處理：采用光度計對訓練樣本集（包含多個樣本）進行多光譜圖像的采集，并利用公式（1）對所獲取的反射率光譜進行主成分分析，從而得到訓練樣本集的J個基函數向量，根據貢獻率大小取前三個基函數向量[b₁,b₂,b₃]作為重建基函數向量，因為前三個基函數向量的貢獻率達到95%，后面的J-3個基函數向量的貢獻率只有5%。

r=Σj=1Jajbj]]>

r＝Ba＝[b₁,b₂,…b_J][a₁,a₂,…a_J]^T???（1）

公式（1）中，r為N×M維反射率光譜向量，B為N×J維的基函數向量，a為J×M維的基函數向量系數，N為樣本的采樣數，J為基函數向量個數，M為反射率光譜樣本數。