[发明专利]一种成像系统色彩信息标定方法

说明书

技术领域

本发明属于数字图像技术领域，尤其涉及一种成像系统色彩信息标定方法。

背景技术

图像是人类获取和交换外界信息的主要来源，成像系统则是获取数字图像不可或缺的硬件设备。成像系统是一种根据几何光学或物理光学的规律将场景亮度分布转换为光电传感器照度分布的系统，其获取的数字图像可广泛应用于摄影、记录、侦查、遥感测绘等领域。在某些应用需求中，要求不同成像系统对同一成像环境下同一场景所记录的数字图像具有相同的色彩信息，即数字驱动值(R,G,B)相同，当这些数字图像传输至任意输出设备显示时，也会带来视觉上一致的色彩感知量，从而便于数字图像色彩信息在各种设备之间的准确传递和呈现。

然而，不同成像系统由于传感器类型、工作参数设置、光谱响应特性以及成像环境等方面存在差异，它们对同一成像环境下同一场景获取的成像结果并不相同，导致这些成像系统最终获取图像的色彩信息存在较大相异，这在一定程度上限制了成像系统在军民领域的进一步应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成像系统色彩信息标定方法，旨在解决不同成像系统由于传感器类型、工作参数设置、光谱响应特性以及成像环境等方面存在差异，对同一成像环境下同一场景获取的成像结果并不相同，导致成像系统最终获取图像的色彩信息存在较大相异，一定程度上限制了成像系统在军民领域进一步应用的问题。

本发明是这样实现的，一种成像系统色彩信息标定方法，所述成像系统色彩信息标定方法包括：

首先由标定色卡的光谱反射比与标定光源的光谱强度分布计算得到CIEXYZ三刺激值，并转换至均匀色彩空间CIELAB的坐标；

然后，采用参照成像系统和待标定成像系统对同一成像环境下同一场景进行成像，获得数字图像色彩信息即数字驱动值，通过拟合获得CIELAB坐标与数字驱动值之间的映射矩阵；

对于待标定成像系统在任意成像环境下场景获取的数字图像，采用相应的映射矩阵，将每像素的数字驱动值预测至对应的CIELAB坐标，再预测至标定后数字驱动值，完成两成像系统间准确的色彩信息标定。

进一步，所述成像系统色彩信息标定方法具体包括以下步骤：

步骤一、选择标定色卡与标定光源，标定色卡不少于24个色样，根据标定色卡N个色样的光谱反射比ρ_i(λ)和标定光源的光谱强度分布结合CIE1931标准色度系统的色匹配函数通过下面两个公式计算出标定色卡N个色样在CIE1931标准色度系统下的CIEXYZ三刺激值(X_i,Y_i,Z_i)；

通过和下式计算出标定光源在CIE1931标准色度系统下的CIEXYZ三刺激值(X_W,Y_W,Z_W)；

其中，Δλ是计算时所采用的光谱采样间隔，取5nm，i为标定色卡N个色样的序号，i＝1,2,3,…,N；

步骤二、将步骤一所获的(X_i,Y_i,Z_i)和(X_W,Y_W,Z_W)代入下面两个公式，计算出每个色样在均匀色彩空间CIELAB的坐标

步骤三、分别采用参照成像系统和待标定成像系统，对标定光源下的N个色样进行成像，记录获取数字图像的色彩信息，读取每个色样在两个成像系统中对应的数字驱动值(R_Si,G_Si,B_Si)和(R_Ti,G_Ti,B_Ti)；

步骤四、对于待标定成像系统，根据步骤二所获的N个色样CIELAB坐标和步骤三所获的N个色样数字驱动值(R_Ti,G_Ti,B_Ti)，采用最小二乘法拟合出下式中由(R_Ti,G_Ti,B_Ti)预测至的映射矩阵M_T，M_T为3×11矩阵；