[發(fā)明專利]一種基于專用色卡和多光譜成像的繪畫光譜重構(gòu)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910936265.5
• 申請日: 2019-09-29
• 公開（公告）號: CN110660112B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐海松;葉正男;徐鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00;G06K9/62
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

1.一種基于專用色卡和多光譜成像的繪畫光譜重構(gòu)方法，其特征在于，步驟如下：

S1：標(biāo)記目標(biāo)繪畫的專用色卡上不同色塊的均勻部分，作為光譜重構(gòu)的取樣點(diǎn)；

S2：用多光譜相機(jī)拍攝目標(biāo)繪畫的多通道圖像P_p，保持光照環(huán)境和多光譜相機(jī)位置不變，拍攝專用色卡的多光譜圖像P_c；

S3：根據(jù)S1中做出的標(biāo)記，使用分光光度計(jì)測量專用色卡中n個色塊的光譜反射比r_c1、r_c2、…r_cn，并對應(yīng)地在P_c中抽取標(biāo)記位置的多通道響應(yīng)值，記為p_c1、p_c2、…p_cn，將r_ci和p_ci一一對應(yīng)得到n對取樣點(diǎn)對，作為光譜恢復(fù)的備選樣本集N；

S4：利用聚類算法處理繪畫的多通道圖像P_p中每個像素的多通道響應(yīng)值，將繪畫的多光譜像素點(diǎn)分為m類，mn，再在光譜恢復(fù)的備選樣本集N中選取m對與對應(yīng)各類中心歐氏距離最小的取樣點(diǎn)對，作為光譜恢復(fù)的訓(xùn)練樣本集M；

S5：利用訓(xùn)練樣本集M中所有取樣點(diǎn)對的光譜反射比r_ci與對應(yīng)的多通道響應(yīng)值p_ci，建立多通道響應(yīng)值與光譜反射比的對應(yīng)映射關(guān)系，其中r_ci∈M，p_ci∈M；

S6：根據(jù)S5獲得的映射關(guān)系，計(jì)算出目標(biāo)繪畫的多光譜圖像P_p中每個像素對應(yīng)的光譜反射比，從而重構(gòu)繪畫的光譜圖像R_p；

所述專用色卡是使用與目標(biāo)繪畫相同或相近的顏料及基質(zhì)繪制的、顏色梯度排布的若干色塊樣本；

所述的步驟S4的具體實(shí)現(xiàn)方法為：

利用K均值聚類算法對目標(biāo)繪畫的多通道圖像P_p中每個像素的多通道響應(yīng)值進(jìn)行聚類，類中心迭代優(yōu)化終止后，將繪畫的多光譜像素點(diǎn)分為m類，得到m個類的中心，mn；分別計(jì)算光譜恢復(fù)的備選樣本集N中距離每個類的中心最近的取樣點(diǎn)對，得到m對取樣點(diǎn)對C_n1、C_n2、…C_nm，對應(yīng)訓(xùn)練樣本的光譜反射比r_n1、r_n2、…r_nm和多通道響應(yīng)值p_n1、p_n2、…p_nm組成光譜恢復(fù)的訓(xùn)練樣本集M；

所述的步驟S5的具體實(shí)現(xiàn)方法為：

將訓(xùn)練樣本集M中多通道響應(yīng)值p_n1、p_n2、…p_nm構(gòu)成多通道響應(yīng)值矩陣P，對應(yīng)的光譜反射比r_n1、r_n2、…r_nm構(gòu)成光譜反射比矩陣R；

計(jì)算多通道響應(yīng)值到光譜反射比的轉(zhuǎn)換矩陣T為：

T＝RP^T(PP^T)^-1

將轉(zhuǎn)換矩陣T應(yīng)用到多光譜圖像P_p上，建立多通道響應(yīng)值與光譜反射比的對應(yīng)映射關(guān)系，用于計(jì)算得到其對應(yīng)的光譜圖像R_p：

R_p＝TP_p。

2.如權(quán)利要求1所述的基于專用色卡和多光譜成像的繪畫光譜重構(gòu)方法，其特征在于，所述的目標(biāo)繪畫為不便于接觸測量的藝術(shù)繪畫或文物古跡。