[发明专利]一种成像系统色彩信息标定方法

摘要

本发明公开了一种成像系统色彩信息标定方法，包括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其CIEXYZ三刺激值，并转换至色彩空间CIELAB的坐标；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。本发明实现了数字图像色彩信息在各种设备间的准确传递和呈现，标定算法准确，方法实施简单，适用性强。

主权项

一种成像系统色彩信息标定方法，其特征在于，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；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ρi(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(Xi,Yi,Zi)；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(XW,YW,ZW)；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(Xi,Yi,Zi)和(XW,YW,ZW)代入下面两个公式，计算出每个色样在色彩空间CIELAB的坐标Li*=116f(Yi/YW)-16ai*=500[f(Xi/XW)-f(Yi/YW)]bi*=200[f(Yi/YW)-f(Zi/ZW)];]]>f(Xi/XW)=(Xi/XW)1/3Xi/XW>0.0088567.787(Xi/XW)+16/116Xi/XW≤0.008856f(Yi/YW)=(Yi/YW)1/3Yi/YW>0.0088567.787(Yi/YW)+16/116Yi/YW≤0.008856f(Zi/ZW)=(Zi/ZW)1/3Zi/ZW>0.0088567.787(Zi/ZW)+16/116Zi/ZW≤0.008856;]]>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(RSi,GSi,BSi)和(RTi,GTi,BTi)；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(RTi,GTi,BTi)，采用最小二乘法拟合出下式中由(RTi,GTi,BTi)预测至的映射矩阵MT，MT为3×11矩阵；Li*ai*bi*=MT[1,RTi,GTi,BTi,RTi2,GTi2,BTi2,RTi·GTi,GTi·BTi,BTi·RTi,RTi·GTi·BTi]T;]]>步骤五、对于参照成像系统，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(RSi,GSi,BSi)，采用最小二乘法拟合出由预测至(RSi,GSi,BSi)的映射矩阵HSI，HSI为3×10矩阵；RSiGSiBSi=HSI[1,Li*,ai*,bi*,Li*2,ai*2,bi*2,Li*3,ai*3,bi*3]T;]]>步骤六、对于待标定成像系统在任意成像环境下任一场景获取的数字图像，采用步骤四所获的映射矩阵MT，通过下式，由每像素的数字驱动值(RTj',GTj',BTj')预测出对应的CIELAB空间坐标其中j＝1,2,3,…,N'，N'是待标定成像系统获取数字图像的总像素数目；Lj*′aj*′bj*′=MT[1,RTj′,GTj′,BTj′,RTj′2,GTj′2,BTj′2,RTj′·GTj′,GTj′·BTj′,BTj′·RTj′,RTj′·GTj′·BTj′]T;]]>步骤七、对于步骤六所获待标定成像系统每像素的CIELAB空间坐标采用步骤五所获的映射矩阵HSI，通过下式，预测出每像素对应的标定后数字驱动值(RSj',GSj',BSj')，即完成了两个成像系统间的色彩信息标定，使待标定成像系统在任意成像环境下某场景获取的数字图像具有与参照成像系统一致的数字驱动值；RSj′GSj′BSj′=HSI[1,Li*′,ai*′,bi*′,Li*′2,ai*′2,bi*′2,Li*′3,ai*′3,bi*′3]T.]]>