顏色成像中的反射分量分離及光譜測(cè)量研究.pdf

1、顏色成像是顏色科學(xué)中的一個(gè)重要組成部分，為顏色研究和應(yīng)用提供了必要條件。多光譜成像技術(shù)融合了傳統(tǒng)的顏色成像技術(shù)和分光光度計(jì)的特點(diǎn)，可以相機(jī)分辨率實(shí)現(xiàn)精確的光譜測(cè)量。在顏色測(cè)量過(guò)程中，不僅需要考慮傳統(tǒng)顏色成像中存在的問(wèn)題，還要研究多光譜成像中特有的問(wèn)題。本文首先討論了傳統(tǒng)顏色成像中普遍存在的高光現(xiàn)象，然后對(duì)多光譜成像系統(tǒng)中存在的兩個(gè)影響光譜測(cè)量精度的因素進(jìn)行了研究。全文的主要研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　1.高光分離:針對(duì)非理想朗伯表

2、面反射中存在的高光現(xiàn)象，以雙色反射模型為基礎(chǔ)，提出一種單幅彩色圖像的實(shí)時(shí)高光分離算法。算法的創(chuàng)新之處在于提出了基于亮度比的高光分量處理框架。漫反射像素的亮度比由物體的本征顏色決定，對(duì)于高光像素來(lái)說(shuō)，高光分量可以利用具有相同本征顏色的漫反射像素的亮度比進(jìn)行分離。針對(duì)彩色圖像，首先根據(jù)偽色度將圖像劃分為不同顏色的區(qū)域，然后對(duì)每個(gè)單色區(qū)域中的高光進(jìn)行處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法不僅在準(zhǔn)確性上優(yōu)于已有的高光分離算法，而且在效率上比目前最快的算法高

3、4倍以上，可以達(dá)到實(shí)時(shí)處理的要求。
　　2.自動(dòng)對(duì)焦:濾光片和相機(jī)鏡頭的折射率與光的波長(zhǎng)有關(guān)，因此多光譜成像系統(tǒng)中各通道的焦距也會(huì)隨波長(zhǎng)發(fā)生改變，需要調(diào)節(jié)每個(gè)通道的鏡頭焦距，以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)焦。針對(duì)多光譜成像系統(tǒng)中存在的圖像模糊問(wèn)題，提出一種基于清晰度分布對(duì)稱性的自動(dòng)對(duì)焦算法。文中首先從理論上分析了圖像清晰度分布在對(duì)焦過(guò)程中的對(duì)稱性，然后基于這一性質(zhì)提出了自動(dòng)對(duì)焦算法。算法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程為，在不同的鏡頭位置采集一定數(shù)量的圖像，利用樣

4、條插值得到圖像清晰度分布曲線，最佳的對(duì)焦位置即是使圖像清晰度分布曲線的對(duì)稱性最大的位置，分布曲線的對(duì)稱性通過(guò)相似性度量方法計(jì)算。本文提出的算法在多光譜圖像的采集過(guò)程中取得了顯著的對(duì)焦效果，并且可以被應(yīng)用到相關(guān)的光學(xué)成像系統(tǒng)中。
　　3.材質(zhì)一致性校正:由于多光譜成像系統(tǒng)在幾何結(jié)構(gòu)和測(cè)量原理上的特殊性，以及不同材質(zhì)BRDF之間的差異性，光譜測(cè)量精度會(huì)受到測(cè)量樣本材質(zhì)的影響。針對(duì)這一問(wèn)題，提出一種基于自適應(yīng)波段選擇的材質(zhì)一致性校正算法