[发明专利]基于改进R矩阵的光谱反射率重建方法

说明书

本发明提供了一种基于改进R矩阵方法的光谱反射率重建方法，包括步骤1，采集多光谱图像作为待测样本，并将待测样本转换为光谱反射率曲线L；步骤2，通过改进R矩阵方法得到待测样本的光谱反射率；本发明使用Tikhonov正则化方法对求基本刺激光谱和同色异谱黑的过程中的病态情况进行限制，分别提高其求解精度，然后结合两部分计算结果得到更为精确的光谱重建结果。

技术领域

本发明属于数字图像处理领域，具体涉及一种基于改进R矩阵的光谱反射率重建方法。

背景技术

传统获取物体表面光谱反射率的方法是利用分光光度计进行点对点的测量，工作量很大，由于人们生活中大多数物体表面的光谱反射率是平滑的，为了高效的得到物体表面光谱反射率，可以利用多光谱成像技术采集物体多个通道的颜色信息，利用光谱反射率重建算法重建出物体的光谱反射率，同时也可以得到目标物体光谱维和空间维上的信息。常用的基于多光谱成像技术的光谱反射率重建方法有主成分分析(PCA)、Wiener、R矩阵和一些其他的方法。本发明以同色异谱黑理论和R矩阵方法为基础，将多光谱成像系统获取的多通道响应信号分为两部分：基本刺激和同色异谱黑。基本刺激决定色度精度，同色异谱黑决定光谱精度。合并这两部分的计算结果后，可以得到更精确的光谱重建效果。

R矩阵是由Moore-Penrose(MP)矩阵方法求解的伪逆矩阵，是一种病态线性方程的求逆方法。求逆过程中的病态问题越严重，所得到的解与真实值偏差越大。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种基于改进R 矩阵的光谱反射率重建方法，解决现有技术中求逆过程产生的病态问题，使得解与真实值偏差大的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种基于改进R矩阵的光谱反射率重建方法，其特征在于，

步骤1，采集多光谱图像作为待测样本，并将待测样本转换为光谱反射率曲线L；

步骤2，通过式(1)得到待测样本的光谱反射率

其中，为待测样本的光谱反射率，t₂为待测样本通过多光谱响应计算得到的三刺激值，r₂′为训练样本的反射率，I_n为单位矩阵，λ为正则化参数；A为颜色匹配函数矩阵。

进一步地，通过求取式(2)的最优解正则化参数λ得到：

其中，k为光谱反射率曲线L的曲率；为的一重微分；

本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：

本发明使用Tikhonov正则化方法对求基本刺激光谱和同色异谱黑的过程中的病态情况进行限制，分别提高其求解精度，然后结合两部分计算结果得到更为精确的光谱重建结果。

附图说明

图1(a)是本发明采集前的图像；图1(b)为对图1(a)进行多光谱采集后的待测样本。

以下结合附图对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

实施例1：

本实施例提供了一种基于改进R矩阵的光谱反射率重建方法，包括：