[发明专利]一种高容错性的彩色数码相机颜色校正方法

权利要求书

1.一种高容错性的彩色数码相机颜色校正方法，其特征在于，步骤如下：

S1：以各通道p参数之和为目标函数，计算相机光谱灵敏度函数至CIE1931 XYZ色匹配函数的最佳光谱变换矩阵，且需满足理想反射表面在若干典型光源下的色差约束；其中p参数定义为关于波长λ的一对灵敏度函数s₁(λ)与s₂(λ)之间的近似程度；

S2：对于待进行颜色校正的原始图像，将S1中得到的光谱变换矩阵直接作用于各个像素的原始RGB响应值，将其转换至CIE1931 XYZ颜色空间中；同时，将S1中得到的光谱变换矩阵直接作用于自动白平衡模块估计出的光源色响应值，将其转换至CIE1931 XYZ颜色空间中；

S3：使用CIECAM02色貌模型中的CAT02色适应变换模型计算物体色经色适应后在标准光源下的对应色；

S4：将各个像素经色适应后的CIE1931 XYZ三刺激值转换至相机最终输出或进行文件存储的目标颜色空间中，完成颜色校正流程。

2.如权利要求1所述的高容错性的彩色数码相机颜色校正方法，其特征在于，所述的S1具体为：

S101：对于光谱灵敏度函数为S^(k)(λ),k∈{r,g,b}的待标定相机，采用伪逆法计算所述光谱灵敏度函数S^(k)(λ)与CIE1931 XYZ色匹配函数间的光谱变换矩阵初始值M₀：

M₀＝X^T·(S^T)⁺＝X^T·S·(S^T·S)^-1,

式中X为CIE1931 XYZ色匹配函数的矩阵形式，每一列对应中一个通道，所述分别表示CIE1931 XYZ色匹配函数中对应长波、中波、短波的三个通道；S为相机光谱灵敏度函数S^(k)(λ)的矩阵形式，每一列对应r、g、b中一个通道；CIE1931 XYZ色匹配函数的采样点及波长范围应与相机光谱灵敏度函数完全对应；其中λ为波长；

S102：使用p参数定义关于波长λ的一对灵敏度函数s₁(λ)与s₂(λ)之间的近似程度，s₂(λ)作为参考：

S103：以M₀为初始值，优化最佳的光谱变换矩阵M，使其最小化各通道p参数之和：

式中(·)^(k)表示提取矩阵的第k列向量，||·||₁表示计算向量中各元素的绝对值之和；

在计算最佳光谱变换矩阵M的过程中，还应使在若干典型光源下的理想反射表面经变换后的CIE1931 XYZ三刺激值与参考值之间的色差小于等于阈值，以保证对于中性色物体的颜色复现准确性，即应对优化过程加入约束：

式中表示由理想反射表面在若干典型光源下的光谱辐射照度函数构成的集合，R为一个光谱辐射照度函数的向量形式，且是集合中的一个元素；f_cd(·,·)表示计算两组CIE1931 XYZ三刺激值之间的色差，T_cd为预先指定的色差阈值。

3.如权利要求2所述的高容错性的彩色数码相机颜色校正方法，其特征在于，所述的S2具体为：

S201：对于待进行颜色校正的所述原始图像中的每一像素，将S1中计算得到的最佳光谱变换矩阵M直接作用于其原始RGB响应值，得到其经变换后的CIE1931 XYZ三刺激值：

式中p＝[R,G,B]^T为待变换像素原始RGB响应值向量，为经变换后的CIE1931 XYZ三刺激值向量；

S202：将S1中计算得到的最佳光谱变换矩阵M直接作用于自动白平衡模块估计出的光源色响应值，得到其经变换后的CIE1931 XYZ三刺激值：

式中p_w＝[R_w,G_w,B_w]^T为自动白平衡模块估计出的光源色响应值向量，为经变换后的光源色CIE1931 XYZ三刺激值向量。