[發(fā)明專利]基于感知色差最小化優(yōu)化估計數(shù)碼相機光譜靈敏度的方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910934898.2 | 申請日： | 2019-09-29 |
| 公開（公告）號： | CN110784709A | 公開（公告）日： | 2020-02-11 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 徐海松;葉正男;邱玨沁 | 申請（專利權(quán)）人： | 浙江大學(xué) |
| 主分類號： | H04N17/00 | 分類號： | H04N17/00 |
| 代理公司： | 33200 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 | 代理人： | 傅朝棟;張法高 |
| 地址： | 310058 浙江*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 數(shù)碼相機 光譜靈敏度 色差 光譜輻亮度 測量標準 實驗設(shè)備 過去的 最小化 色卡 感知 相機 拍攝 響應(yīng) 優(yōu)化 | ||
本發(fā)明公開了一種基于感知色差最小化優(yōu)化估計數(shù)碼相機光譜靈敏度的方法。對一般的數(shù)碼相機，可以通過拍攝和測量標準色卡的相機響應(yīng)值和光譜輻亮度值，并導(dǎo)入本發(fā)明框架來獲取數(shù)碼相機的光譜靈敏度。相比過去的數(shù)碼相機光譜靈敏度估計方法，本方法能獲得更高的精確度且對實驗設(shè)備要求較低。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于圖像處理領(lǐng)域，具體涉及利用感知色差優(yōu)化法估計數(shù)碼相機光譜 靈敏度函數(shù)方法。
背景技術(shù)
在圖像處理和計算機視覺應(yīng)用中，相比設(shè)備相關(guān)的圖像RGB響應(yīng)值，利用 圖像的色度參數(shù)來傳遞顏色信息更為準確。因此，為了從源頭上獲取圖像的色度 信息，一種方法是建立數(shù)碼相機三通道原始響應(yīng)值與圖像色度參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系。 為此，需要獲得數(shù)碼相機的光譜靈敏度函數(shù)(camera spectral sensitivity functions)。
假設(shè)數(shù)碼相機輸出的原始數(shù)據(jù)的主要誤差來源，包括系統(tǒng)誤差、系統(tǒng)非均勻 性和隨機噪聲等都已經(jīng)通過不同手段加以抑制，則數(shù)碼相機系統(tǒng)的原始響應(yīng)值D 可以表示為
其中F表示系統(tǒng)的光圈數(shù)，g表示系統(tǒng)的綜合增益，T表示曝光時間，為感光 單元靈敏度因子，A為感光單元有效感光面積，L(λ)為拍攝物體的光譜輻亮度， t(λ)為系統(tǒng)綜合透過率函數(shù)，q(λ)為系統(tǒng)光電轉(zhuǎn)換效率。
對單個確定的相機系統(tǒng)，其t(λ)和q(λ)的乘積可視為一個常量。為了簡便起 見，本發(fā)明僅針對圖像傳感器上單個像素進行分析，結(jié)論可以推廣到整個圖像傳 感器平面，則上式可以簡化為
其中為設(shè)備相關(guān)的常數(shù)，s(λ)＝t(λ)q(λ)
由于sk(λ),k∈{r,g,b}反應(yīng)了相機系統(tǒng)對光譜的響應(yīng)特性，研究者可以通過 s(λ)推測數(shù)碼相機的原始響應(yīng)值與圖像顏色參數(shù)間的關(guān)系，故s(λ)被稱為數(shù)碼相 機的光譜靈敏度函數(shù)。測量數(shù)碼相機的光譜靈敏度函數(shù)，最簡單的方法是利用單 色儀或窄帶濾光片生成目標波段的準單色光，用相機對準單色光成像并記錄其響 應(yīng)值，目標相機對不同波長的單色光的原始響應(yīng)值可以作為近似的該波段光譜靈 敏度函數(shù)。這種方法雖然簡便直觀，但由于測量儀器的系統(tǒng)誤差，其精度不如人 意；此外，由于相機圖像傳感器內(nèi)部各顏色像素間總是有一定的能量泄露，其面 對真實圖像場景的響應(yīng)值包含了一定的通道串?dāng)_，而圖像傳感器對單色光的響應(yīng) 值無法表征這種效應(yīng)，使這種測量方法并不能完全準確地反映相機的光譜靈敏度 函數(shù)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，并提供一種基于感知色差最 小化優(yōu)化估計數(shù)碼相機光譜靈敏度的方法。
本發(fā)明具體采用的技術(shù)方案如下：
基于感知色差最小化優(yōu)化估計數(shù)碼相機光譜靈敏度的方法，其步驟如下：
S1：建立數(shù)碼相機三通道響應(yīng)值模型，并改寫為矩陣模式，獲得其原始響應(yīng) 值D關(guān)于相機特性的參數(shù)，包括設(shè)備相關(guān)常數(shù)κ，光譜輻亮度L，相機光譜靈敏度 ST，通道串?dāng)_系數(shù)C，非線性調(diào)制因子α、β、γ，三通道綜合增益系數(shù)g的表達式；
S2：針對M個訓(xùn)練樣本，建立S1中相機特性參數(shù)估計的非線性優(yōu)化目標函 數(shù)；
S3：建立基于CIEDE2000色度模型的色度特征化過程獲得顏色空間 變換矩陣Mrootpoly；
S4：獲取S1中相機特性參數(shù)的初值，使用內(nèi)點法對該非線性優(yōu)化問題求解， 加入平滑約束和非負約束，獲得數(shù)碼相機的光譜靈敏度ST的估計。
作為優(yōu)選，所述的步驟S1的具體方法為：
考慮模擬電路中非線性因素和通道串?dāng)_對響應(yīng)值構(gòu)成的影響，將相機的三通 道原始響應(yīng)值表示為：
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于浙江大學(xué)，未經(jīng)浙江大學(xué)許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201910934898.2/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
