[发明专利]一种基于RGB彩色相机图像的光谱重建方法

说明书

本发明提供一种基于RGB彩色相机图像的光谱重建方法，包括训练阶段和重建阶段，所述训练阶段包括以下步骤：利用RGB彩色相机在光源L1下获得第一RGB图像；对所述第一RGB图像进行合成和白平衡变换计算，得到标准光源LC下的第一RGB图像，计算其响应度；计算标准光源LC下的第一RGB图像的特定光谱反射系数；对所述标准光源LC下的第一RGB图像的响应度和特定光谱反射系数进行训练学习，得到映射；所述重建阶段包括以下步骤：利用RGB彩色相机在光源L1下获得第二RGB图像；对所述第二RGB图像进行合成和白平衡变换计算，得到标准光源LC下的第二RGB图像；利用映射对标准光源LC下的第二RGB图像的响应度和特定光谱反射系数进行计算，得到光源L1下的第二RGB图像的光谱反射率。

技术领域

本发明涉及光谱技术领域，尤其涉及一种基于RGB彩色相机图像的光谱重建方法。

背景技术

光谱反射率指的是被物体反射的光通量与入射到物体的光通量之比即光反射比与波长之间的关系，是颜色测量、色差计算评比、电脑配色等色度计算的基础。在现实光照环境中，目标场景的亮度、颜色、位置及纹理等特性经常处于变化之中，这往往导致广度范围、光谱特征、色貌属性等发生变化。快照式光谱成像仪可以获得瞬间变化的目标场景的光谱信息和空间信息，但是工艺复杂、分辨率较低。物体表面的光谱反射率还可以通过分光光度计和多光谱相机直接测量，但是分光光度计难以对非平面进行非接触式测量，限制了其在实际中的应用。多光谱相机，如多光谱成像系统使用超过三色的光谱相机虽然能得到物体各点准确的光谱反射率信息，但是其价格昂贵且不方便携带，限制了其在现实生活中的应用。所以RGB相机相对低廉的价格就成为了一个最佳的替代方案。而且RGB相机分辨率更高，曝光时间短且携带方便，因此对400-700纳米波长范围的RGB相机的反射率重建受到了广泛的关注。

随着计算机图像处理技术的飞速发展，彩色图像的应用越来越多。人们生活的各个领域中都不断的接触到各种各样的色彩图像，如彩色杂志、照片、彩色电视机、彩色多媒体显示器和彩色打印机等。在过去的二十年中，由于图像技术的发展，估计物体表面的光谱反射率已经被广泛的应用在物体分析和可视化中，例如生物学测定，医学诊断，艺术复制和文化遗产等。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种流程简便、成本低的基于RGB彩色相机图像的光谱重建方法。

本发明提供一种基于RGB彩色相机图像的光谱重建方法，包括训练阶段和重建阶段，所述训练阶段包括以下步骤：

S101，利用RGB彩色相机在光源L1下获得第一RGB图像；

S102，对所述光源L1下的第一RGB图像进行合成和白平衡变换，得到标准光源LC下的第一RGB图像，然后计算所述标准光源LC下的第一RGB图像的响应度；

S103，通过链接函数根据所述光源L1下的第一RGB图像的光谱反射率计算标准光源LC下的第一RGB图像的特定光谱反射系数；

S104，对所述标准光源LC下的第一RGB图像的响应度和特定光谱反射系数进行训练学习，得到所述标准光源LC下的第一RGB图像的响应度和特定光谱反射系数之间的映射；

所述重建阶段包括以下步骤：