[發明專利]一種基于顏色熵的光源光譜優化方法及系統

有效

• 申請號: 201910064245.3
• 申請日: 2019-01-23
• 公開（公告）號: CN109885890B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 金星;黃錦雕;程相慧;王鑫
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06N3/12
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 孫妮

1.一種基于顏色熵的光源光譜優化方法，其特征在于，包含：

S1、選取光譜在可見光波段的多種光源，這多種光源的光譜功率分布函數分別為L₁(λ)、L₂(λ)、......、L_K(λ)，K表示光源的種類，λ表示波長；

S2、選取已知相機敏感函數R_C(λ)的相機，C分別表示顏色R、G及B；

S3、產生初始種群t＝1，種群中隨機產生n個個體[X₁,X₂,...X_i...,X_n]，每一個個體X_i是1×12的權值向量X_i＝[x_i1,x_i2,...x_ii...,x_iK]，權值向量的每一個元素x_ij∈[0,1]，采用二進制編碼，t表示遺傳代數；

S4、設置種群的最大遺傳代數為N；

S5、根據光譜功率分布函數L₁(λ)、L₂(λ)、......、L_K(λ)及R_C(λ)計算種群中每一個個體X_i的適應度值f(X_i)，i∈[1,n]；

S6、根據第t代種群中每一個個體適應度值，進行個體的選擇，用于種群個體之間相互的交叉運算和變異運算，然后產生下一代種群，并把t的值更新為t+1；

S7、不斷迭代步驟S5～S6，直到最后滿足遺傳算法停止更迭的條件tN；

S8、獲取遺傳算法得到最優個體X_perfect，根據最優個體X_perfect的權值向量得到一種最優光源

步驟S5計算個體適應度值f(X_i)按如下步驟進行：

S51、計算出每個個體成員X_i代表的一種光源

S52、根據下述公式分別計算出R、G、B三個通道的響應值：

I_C(x,y)＝∫R_C(λ)S(x,y,λ)L_ij(λ)dλ

式中I_C(x,y)為特定場景某一坐標下在相機特定光源下的RGB響應值，L_ij(λ)是特定光源光譜的功率分布函數，S(x,y,λ)是特定場景某一坐標下的物體表面的光譜反射率，(x,y)為像素點坐標，(x,y)∈RIO；

S53、根據下式計算出顏色強度：

其中，num(G＝i)就是某一種顏色出現的總數,即RGB響應值是一個數組，這里就是統計這個數組里每一種響應值的個數，這樣計算顏色的概率從而表示顏色強度；

S54、計算出每個個體的適應度值

其中

2.根據權利要求1所述的基于顏色熵的光源光譜優化方法，其特征在于，步驟S1中，選取的光源種類為12種，分別為：基本鎢絲燈、全藍濾光片、日光仿真、日光仿真3202、日光模擬、日光模擬3202、2700K、4700K、Ultralume熒光燈、暖白色熒光燈、冷白色熒光燈和D65。

3.根據權利要求1所述的基于顏色熵的光源光譜優化方法，其特征在于，步驟S1中，步驟S3權值向量的元素即每一個對應的權值采用二進制編碼，按如下步驟得到：

S31、根據需求的小數點精度確定二進制的位數p；

S32、計算十進制數x^t所形成的權值向量中的向量元素的所對應的二進制數；該二進制數滿足：其中b₀至b_p二進制數中小數點后的第一位至最后一位。