[发明专利]一种计算多光谱图像上光谱辐射计测量区域的方法

说明书

本发明公开了一种计算多光谱图像上光谱辐射计测量区域的方法。首先将坐标纸置于测量对象表面，用相机从光谱辐射计目镜拍摄其圆形黑点测量区域的坐标纸图像，然后用多光谱相机拍摄坐标纸多光谱图像。在黑点测量区域的坐标纸图像上利用圆形Hough变换提取光谱辐射计黑点的圆心和半径。根据黑点测量区域的圆心和半径确定多光谱图像上光谱辐射计圆形黑点测量区域的位置和覆盖区域。该方法解决了基于多光谱成像的光谱重构中检验样本点光谱反射比测量区域对应图像上位置的确定问题，便于测试对象光谱重构精度的检验。

技术领域

本发明涉及成像式获取物体光谱及色度信息的方法，尤其是利用具有多个可见光波段通道的多光谱相机获取物体的反射光谱信息以进一步获取物体色度信息的方法。

背景技术

由于同色异谱现象的存在，物体的色度信息难以可靠表征物体的本源信息，而物体的光谱反射比是设备无关且与捕获光源无关的物理量，可以表征物体的本源信息。因此，准确获取物体的光谱反射比可以实现高精度的颜色测量，且可以忠实复现物体在任意光源下的颜色外貌。

成像式获取物体光谱反射比可以克服分光光度计逐点式测量和接触式测量的缺陷，能够快速获取成像范围内所有物体的光谱反射比。对于不可接触的测试对象，如珍贵的艺术绘画，为了防止污损画作，不能用分光光度计接触式测量其光谱反射比，且其测量区域在多光谱图像上的对应位置也无法确定，因而难以精确验证画作光谱反射比的重构精度。

发明内容

为了检验测试对象基于多光谱成像的光谱反射比重构精度，本发明提出了一种计算多光谱图像上光谱辐射计测量区域的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种计算多光谱图像上光谱辐射计测量区域的方法，包括以下步骤：

(1)调整光谱辐射计镜头到测试对象的距离，使光谱辐射计黑点测量区域覆盖目标位置，旋转镜头调焦环至目标位置清晰对焦。

(2)保持光谱辐射计位置不变，用坐标纸覆盖测试对象，用普通商用相机从光谱辐射计目镜拍摄包含光谱辐射计黑点测量区域的坐标纸图像I_t，并在坐标纸上测量位置附近标记一个参考点p。

(3)用多光谱相机拍摄包含测试对象目标位置的坐标纸多光谱图像I_c，移走测试对象表面的坐标纸，拍摄测试对象的多光谱图像I_m。

(4)利用圆形Hough变换提取坐标纸图像I_t上黑点测量区域的圆心c及半径r，并转换成实际单位(mm)，确定圆心相对参考点p的实际距离d，计算圆心与参考点的连线和坐标纸水平刻度线的夹角α。

(5)在坐标纸多光谱图像I_c上找到参考点p的位置，并计算参考点所在的水平刻度线和水平方向的夹角β。

(6)计算夹角α和夹角β的差值γ＝α-β，将距离d转换到多光谱图像的像素单位，乘以γ角度的正弦值和余弦值，得到圆心相对参考点p的垂直像素增量和水平像素增量，将其加到参考点在多光谱图像上的坐标，得到多光谱图像上圆心c的坐标。将半径r转换为多光谱图像像素单位，在多光谱图像上找到与圆心c的距离小于等于半径r的像素，则这些像素就是多光谱图像上光谱辐射计对应的测量区域。

本发明的有益效果是：本发明通过从光谱辐射计目镜拍摄黑点测量区域的坐标纸图像和多光谱坐标纸图像，利用圆形Hough变换确定出多光谱图像上光谱辐射计测量区域，从而得到该测量区域的多通道响应值并重构该区域的光谱反射比，进而与用光谱辐射计测量值计算的光谱反射比进行精度分析。本发明克服了分光光度计接触式测量和多光谱图像上其对应测量位置无法确定的缺点，可用于艺术绘画等不可接触测量物体的基于多光谱成像的光谱重构精度的检验。

附图说明

图1是水墨画500nm通道图像；