[發明專利]基于加權測量矩陣的光譜重構方法

有效

• 申請號: 201610871825.X
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN106644071B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 李貝;陳智聞;耿潤;張雷洪;梁東;康祎;潘子蘭;聶鵬;占文杰
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司31204
• 代理人: 郁旦蓉

1.一種基于加權測量矩陣的光譜重構方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，獲取訓練樣本和檢驗樣本的光譜值；

步驟二，獲取所述訓練樣本和所述檢驗樣本的相機響應值；

步驟三，用偽逆法重構所述檢驗樣本的光譜值得到重構后的光譜值并獲得所述偽逆法的測量矩陣M₁，

用維納估計法重構所述檢驗樣本的光譜值得到重構后的光譜值并獲得所述維納估計法的測量矩陣M₂，

用主成分分析法重構所述檢驗樣本的光譜值得到重構后的光譜值并獲得所述主成分分析法的測量矩陣M₃；

步驟四，分別計算所述偽逆法重構后的所述光譜值所述維納估計法重構后的所述光譜值以及所述主成分分析法重構后的所述光譜值與所述檢驗樣本的光譜值之間的CIE1976色差ΔE_ab1；

步驟五，將所述偽逆法重構后的光譜值加權重w₁，所述維納估計法重構后的光譜值加權重w₂，所述主成分分析法重構后的光譜值加權重w₃，分別得到三個加權后的光譜值，將該三個加權后的光譜值相加求和得到新的光譜值

步驟六，計算所述新的光譜值與所述檢驗樣本的光譜值之間的CIE1976色差ΔE_ab2；

步驟七，將所述CIE1976色差ΔE_ab2最小時對應的權重w₁、w₂、w₃分別加到所述偽逆法、所述維納估計法、所述主成分分析法所對應的測量矩陣M₁、M₂、M₃中，得到三個對應的值，所述三個對應的值的和即為測量矩陣M；

步驟八，用所述測量矩陣M進行光譜值重構。

2.根據權利要求1所述的基于加權測量矩陣的光譜重構方法，其特征在于：

其中，在所述步驟二中，所述相機響應值是由光譜值乘以光源的光譜分布函數、人眼三刺激值和濾光片的透射率仿真得到的。

3.根據權利要求1所述的基于加權測量矩陣的光譜重構方法，其特征在于：

其中，在所述步驟三中，所述偽逆法重構所述檢驗樣本光譜值的過程為：設重構后的光譜值為所述光譜值與相機響應值之間的測量矩陣為M₁，則根據公式重構所述檢驗樣本的光譜值，所述偽逆法的測量矩陣M₁表示為：M₁＝RV⁺＝RV^T(VV^T)^-1，

這里，R表示所述訓練樣本的光譜值，V表示相機響應值，V⁺表示V的偽逆，T表示轉置。

4.根據權利要求1所述的基于加權測量矩陣的光譜重構方法，其特征在于：

其中，在所述步驟三中，所述維納估計法重構光譜值的過程是用于使所述維納估計法重構的光譜值和所述檢驗樣本的光譜值差值達到最小，即：

這里，E表示數學期望，D表示所述檢驗樣本的光譜值與所述維納估計法重構的光譜值之間的差值，R表示所述檢驗樣本的光譜值，表示所述維納估計法重構的光譜值。

5.根據權利要求4所述的基于加權測量矩陣的光譜重構方法，其特征在于：

其中，所述維納估計法重構的光譜值和所述檢驗樣本的光譜值差值達到最小的過程為求取M₂：M₂＝K_rW^T(WK_rW^T+K_n)^-1，

這里，Kr是所述檢驗樣本的光譜值R的自相關矩陣，W為光譜響應度矩陣，Kn為噪聲協方差矩陣，T為轉置。