[发明专利]一种RGB相机光谱响应曲线的标定方法

摘要

本发明公开的一种RGB相机光谱响应曲线的标定方法，属于计算摄像学领域。本发明分为训练阶段和使用阶段。训练阶段在相机光谱响应曲线的训练集中，把每个相机光谱响应曲线分为红色、绿色、蓝色3个通道；对所述每个通道的所有光谱响应曲线，使用字典学习方法求解稀疏字典。使用阶段利用超光谱成像的图像融合平台，以所述待标定RGB相机拍摄高分辨率RGB图像，并使用超光谱相机拍摄相同场景的低分辨率超光谱图像；根据所述两张图像和三通道的稀疏字典，使用稀疏编码方法求解所述待标定相机的光谱响应曲线，从而完成对RGB相机光谱响应曲线的标定。本发明具有步骤简单快速、不需要昂贵标定设备，且在图像具有噪声的情况下仍能保持标定精度的优点。

主权项

一种RGB相机光谱响应曲线的标定方法，其特征在于：分为训练和使用两个阶段，包括如下步骤：步骤一：训练阶段用于根据RGB相机光谱响应曲线训练集，使用字典学习方法得到红色、绿色、蓝色三个通道的光谱响应稀疏字典；步骤1.1：在相机光谱响应曲线的训练集中，将每个相机光谱响应曲线分为红色、绿色、蓝色三个颜色通道；步骤1.2：对步骤1.1中红色、绿色、蓝色三个颜色通道的所有光谱响应曲线，使用如公式(1)所示字典学习方法求解稀疏字典；Φq^=argminφq||Xq-Φqβq||F2+η||βq||1---(1)]]>其中Φq表示第q个通道的稀疏字典，Xq表示q通道的所有原始响应曲线，βq表示稀疏编码，η表示稀疏项的权重，||·||F表示矩阵的弗罗宾尼斯(frobenius)范数，||·||1表示矩阵的1‑范数；步骤二：使用阶段根据步骤一得到的红色、绿色、蓝色三个颜色通道的稀疏字典，采集的低分辨率超光谱图像和高分辨率RGB图像，得到RGB相机的光谱响应曲线；步骤2.1：使用超光谱成像的图像融合平台，以待标定RGB相机拍摄高分辨率RGB图像，并使用已标定的超光谱相机拍摄相同场景的低分辨率超光谱图像；步骤2.2：根据步骤2.1得到的高、低分辨率两张图像和步骤一中得到的稀疏字典，求解如公式(2)所示优化方程得到稀疏编码；α^q=argminαq||(Φqαq)TH-MqS||F2+η||αq||1---(2)]]>其中αq表示所述稀疏编码，H表示所述低分辨率超光谱图像的矩阵表示，Mq表示所述RGB图像的q通道的矩阵表示，S代表高分辨率图像和低分辨率图像之间的空间下采样矩阵表示，η表示稀疏约束的权重；步骤2.3：利用步骤一得到的稀疏字典和步骤2.2得到的稀疏编码，根据公式(3)和(4)求解所述待标定相机的光谱响应曲线，从而完成对RGB相机光谱响应曲线的标定；T^q=(Φ^qα^q)T---(3)]]>T^=[T^R;T^G;T^B]---(4)]]>其中表示q通道光谱响应曲线的估计值。