[發明專利]一種利用多光譜相機雙光源響應值獲取光譜反射比的方法

有效

• 申請號: 201610590506.1
• 申請日: 2016-07-22
• 公開（公告）號: CN106153193B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 徐海松;徐鵬
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 劉靜,邱啟旺

1.一種利用多光譜相機雙光源響應值獲取光譜反射比的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)利用訓練樣本建立兩種光源下多光譜相機通道響應值之間的函數關系；具體包括以下子步驟：

(1.1)在第一種光源a下和第二種光源b下分別用多光譜相機拍攝訓練樣本；采用包含各種顏色塊的標準色卡作為訓練樣本，將標準色卡以45/0照明與測量幾何條件放置于光源a下，用多光譜相機的所有通道拍攝標準色卡，提取光源a下標準色卡的全部通道響應值P_a為n行q列的矩陣，其中n為標準色卡上的色塊數，q為多光譜相機通道的數量，每一行表示一個色塊對應的q個通道的響應值，每一列表示一個通道輸出的n個色塊的響應值；再將標準色卡以同樣的照明與測量幾何條件放置于光源b下進行拍攝，提取標準色卡在光源b下全部通道的響應值P_b也為n行q列的矩陣；

(1.2)建立每一個通道在a和b兩種光源下響應值之間的函數關系；假設p_a1和p_b1分別為矩陣P_a的第1列和P_b的第1列，分別表示標準色卡在a和b光源下第1個通道的n個色塊的響應值；通過二次多項式擬合光源b下第1個通道的響應值p_b1與光源a下第1個通道響應值p_a1之間的關系，即

p_b1＝k₀+k₁*p_a1+k₂*p_a1²

利用p_a1和p_b1，通過最小二乘法求解上述多項式的系數k＝[k₀,k₁,k₂]，即

k＝(C^TC)^-1C^Tp_b1

其中，為含有n個元素都為1的列向量，為矩陣或向量的Hadamard積；

用上述同樣的方法，類似地可以求出其余q-1個通道在b光源下的響應值與在a光源下的響應值之間的二次多項式函數；

(2)計算光譜反射比與多通道響應值之間的轉換矩陣；用分光光度計測量標準色卡中所有色塊的光譜反射比R為n行m列的矩陣，其中n為標準色卡上的色塊數，m為光譜反射比的維數；根據兩種光源下通道響應值之間的二次多項式函數，利用標準色卡在光源a下的響應值P_a計算出其在光源b下的通道響應值則標準色卡在兩種光源下的所有通道的響應值為然后，由最小二乘法計算從多通道響應值到光譜反射比的轉換矩陣M，即

M=RTP^ab(P^abTP^ab)-1]]>

(3)在光源a下拍攝目標樣本，并計算目標樣本的光譜反射比；在光源a下，用多光譜相機拍攝目標樣本，得到目標樣本在光源a下的通道響應值P_at,然后根據步驟(1)中光源b下通道響應值與光源a下通道響應值之間的二次多項式函數，計算出目標樣本在光源b下的通道響應值則目標樣本在兩種光源下的通道響應值為最后，根據步驟(2)中多通道響應值到光譜反射比的轉換矩陣M,計算出目標樣本的光譜反射比

R^t=(MP^abtT)T.]]> 1