[发明专利]一种基于CAM02-UCS色貌模型的光源光谱优化方法

摘要

本发明提供了一种基于CAM02‑UCS色貌模型的光源光谱优化方法，包括：首先建立成像模型，计算出图像的原像素值，并采用显著性检测方法对目标区域的像素点坐标进行检测；然后将检测出的目标区域的像素点集映射到CAM02‑UCS色貌模型中，并建立最大化色差值的目标函数，进而利用遗传算法优化该目标函数，以得到最大化色差值的像素值；最后根据该像素值求出最优的光源光谱功率。本发明的有益效果是：本发明所提出的技术方案结合LED光源光谱模型和优化算法，以及色域模型这个直观的描述方法，通过优化光源光谱改变彩度和色相两个重要的视觉色彩因素，可以直观的看出光源优化的效果。

主权项

1.一种基于CAM02‑UCS色貌模型的光源光谱优化方法，应用于一种基于CAM02‑UCS色貌模型的光源光谱优化系统中；其特征在于：所述一种基于CAM02‑UCS色貌模型的光源光谱优化系统包括：光源箱，用于产生光源；高光谱相机，用于采集物体表面光谱反射率；CCD相机，用于采集物体图像；所述一种基于CAM02‑UCS色貌模型的光源光谱优化方法，具体包括如下步骤：S101：光源箱发射出任意可见光光源照射位于光源箱内的目标物体；并通过高光谱相机检测此时目标物体表面的光谱反射率，通过CCD相机采集物体图像；S102：通过成像模型，计算得到所述物体图像的像素点集合G_C(x,y)；其中，成像模型的计算公式如公式(1)所示：G_c(x,y)＝∫R_c(λ)S(x,y,λ)C(λ)dλ (C＝{R,G,B},(x,y)∈RIO)  (1)上式中，R(λ)代表目标物体表面的光谱反射率；λ的变化范围为[4000nm,700nm]；S(x,y,λ)代表光源箱所发射的可见光光源的光谱功率分布；C(λ)代表CCD相机的光谱敏感函数，为已知的CCD相机固定参数，(x,y)为所述物体图像上某个像素点坐标；其中，像素点集合G_C(x,y)中包括所述物体图像上目标物体所在区域的像素点和非目标物体所在区域的像素点；S103：采用基于对比度的显著性检测方法对所述物体图像进行显著性检测，得到所述像素点集合G_C(x,y)中目标物体所在区域的所有像素点组成的目标像素点集；S104：将显著性检测得到的所述目标像素点集中的所有像素点映射到CAM02‑UCS色貌模型中，得到所述目标像素点集中所有像素点在CAM02‑UCS色貌模型的均匀颜色空间中对应的第一三维坐标点集；针对所述第一三维坐标点集中某个第一三维坐标点(J₂,a_M2,b_M2)，定义与该第一三维坐标点色差值最大的第二三维坐标点为(J₁,a_M1,b_M1)，并建立如公式(2)所示的色差值优化目标函数ΔE；采用遗传算法对所述目标函数ΔE进行优化，得到与该第一三维坐标点色差值最大的第二三维坐标点的坐标值(J₁,a_M1,b_M1)；进而采用该方法计算得到所述第一三维坐标点集中所有第一三维坐标点对应的第二三维坐标点，得到所有第二三维坐标点组成的第二三维坐标点集；S105：将所述第二三维坐标点集中的各第二三维坐标点均还原为对应的像素点(x1,y1)，进而组成优化像素点集合G_C(x1,y1)；将G_C(x1,y1)带入至公式(1)中，并保持步骤S101中的光谱反射率R(λ)和光谱敏感函数C(λ)的值不变，从而计算得到与所述物体图像的原像素点色差值最大的像素点集对应的光谱功率分布，即优化后的光谱功率分布S(x1,y1,λ)；S106：使所述光源箱按照所述优化后的光谱功率发射出对应的光源，照射在物体上，以使所述CCD相机采集的物体图像的颜色更加鲜明，视觉效果更优。