[发明专利]基于窄带LED光源估计相机光谱灵敏度的方法

权利要求书

1.基于窄带LED光源估计相机光谱灵敏度的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤(1)选取N个LED光源；

步骤(2)设置被测数码相机的参数，参数包括曝光时间、光圈大小和ISO值，固定相机的位置；

步骤(3)在每种光源下拍摄一组图像，获取每个光源下图像颜色值；

步骤(4)用PCA对已有的相机光谱灵敏度数据库做分析，获取每个相机通道的灵敏度函数主要特征向量；

步骤(5)根据所有像素点的颜色值、光谱反射比和光源的光谱功率分布(L)，通过优化算法计算得到相机三个通道灵敏度函数对应的特征系数；

步骤(6)根据步骤(5)得到的特征系数与步骤(4)得到的主要特征向量，最终得到相机光谱灵敏度。

2.根据权利要求1所述的基于窄带LED光源估计相机光谱灵敏度的方法，其特征在于所述的步骤(1)，选取的N个LED光源包含多个波段的单色光，多个LED光源的分布波段应该覆盖相机的灵敏度波长400～700nm范围，用Jeti仪器测量每个光源的光谱功率分布。

3.根据权利要求2所述的基于窄带LED光源估计相机光谱灵敏度的方法，其特征在于步骤(3)中拍摄的图像格式为未经处理的Raw图像，保证图像未经相机自带的ISP处理。

4.根据权利要求2或3所述的基于窄带LED光源估计相机光谱灵敏度的方法，其特征在于所述的步骤(4)中使用PCA算法确定前K维特征足以表征整个灵敏度函数数据库；每个通道的前K维特征向量矩阵为E_k(m*K)，m表示光谱采样数目，K＜＜m,则C_k＝E_kβ_k；β_k为特征系数；k＝R,G,B，表示三个通道。

5.根据权利要求4所述的基于窄带LED光源估计相机光谱灵敏度的方法，其特征在于所述的步骤(5)利用所有像素点的颜色值、光谱反射比和光源的光谱功率分布,在最小二乘优化算法后加上平滑项其中α为平滑因子项，W为n阶的导数矩阵；目标公式如(2)所示求得相机在k通道的灵敏度函数C_k；又由步骤(4)中分析得到的前K个特征向量E_k,K＜＜m,C_k＝E_kβ_k；所以最终的优化目标转为求低维度的特征系数β_k，如公式(3)所示，限制条件为E_kβ_k≥0；

s.tE_kβ_k≥0；

其中：R表示被拍摄物体表面的光谱反射比、I_k表示相机在第k通道的响应值。

6.根据权利要求5所述的基于窄带LED光源估计相机光谱灵敏度的方法，其特征在于所述的步骤(6)，根据步骤(5)得到的特征系数β_k与步骤(4)得到的特征向量E_k，C_k＝E_kβ_k，最终得到相机光谱灵敏度。