辽宁科技大学计算机与软件工程学院，辽宁 鞍山 114051
提出了一种基于多光源下彩色数码相机原始数据的物体反射率预测算法。通过测量获得彩色数码相机的灵敏度函数和每个光源的光谱，建立包括噪声项的相机原始数据与物体反射率的基本线性方程。通过训练色卡（X-Rite 140色色卡）估计系统噪声，并通过多光源维纳估计算法预测反射率。用两台不同品牌的专业数码相机对本算法进行评估。结果表明，本算法在D65、U30和HZ光源下的表现最优。相比分光光度计得到的光谱反射率，Canon相机和Nikon相机对孟塞尔色卡的预测精度较高，平均CIELAB色差分别为1.59和1.40，在非接触测色和颜色复制等领域具有重要应用价值。
视觉光学 多光源 光谱反射率重建 维纳估计 多光谱成像 激光与光电子学进展
2022, 59(19): 1933001
辽宁科技大学计算机与软件工程学院, 辽宁 鞍山 114051
基于相机RGB预测物体光谱反射率的研究一直备受研究者们的关注。 传统方法都是通过单一光源下的信息进行光谱反射率恢复。 最近, Zhang等在Color Research & Application报道了一种基于单光源相机RGB信息预测物体光谱反射率的两步方法。 首先基于单个光源下的相机响应RGB值, 挑选出一定量的训练数据, 采用多项式模型和伪逆的方法预测出不同光源下的CIE XYZ值; 然后根据预测的多光源下的CIE XYZ值及整体训练数据预估光谱反射率, 再通过预估的光谱反射率挑选一定量训练样本, 通过伪逆方法预测出物体光谱反射率。 尽管仍然基于一个光源下的相机响应RGB, 但通过映射到多光源下的色度值XYZ, 提高输入信息的维度来优化光谱反射率的重建精度。 受Zhang等工作的启发, 提出新的基于单一光源下相机的raw RGB响应信息, 通过三阶多项式模型扩展的加权最小二乘方法对多光源下的CIE XYZ值进行预测, 然后根据预测出的多光源下的CIE XYZ值再通过维纳估计的方法进行光谱反射率重建, 通过这样的两步方法实现从相机响应RGB到光谱反射率的重构。 该新方法, 采用全体训练数据, 应用十分方便, 避免了Zhang等的方法需要挑选一定量的局部训练样本的问题。 同时Zhang等的方法挑选出的局部训练样本同等重要, 而该方法在第1步中, 根据训练样本与给定的测试样本的接近程度, 赋予训练样本不同的权重, 以提高预测精度。 通过采用140色色卡作为训练样本, 24色色卡和自制的44色印刷品样本进行测试, 以判断预测和实测反射率接近程度的均方根误差(RMSE)和人感知色差为评价标准进行比较, 结果表明, 该方法明显优于Zhang等的方法, 而且预测精度随着光源数量的增加而提高, 当光源个数达到6时, 表现最佳。
多光源 光谱反射率重建 加权 维纳估计 Multi-illuminants Spectral reflectance reconstruction Weighting coefficients Wiener estimation 光谱学与光谱分析
2021, 41(10): 3281
辽宁科技大学计算机与软件工程学院, 辽宁 鞍山 114051
针对Cellular Yule-Nielsen Spectral Neugebauer(CYNSN)模型的逆向非线性Gauss-Seidel迭代算法进行了研究,提出采用多光源下XYZ方式降维,达到加速逆向CYNSN模型,并以3色和4色打印机数据进行测试。结果发现,对于3色油墨组合,采用1个光源(D50)下XYZ方式降维,以及4色油墨组合,2个光源(D50,A)下XYZ降维的逆向CYNSN模型,在精度(多光源下色差)和计算速度上均有优势。
视觉 Neugebauer模型 CYNSN模型 打印机特征化 多光源 三刺激值XYZ 激光与光电子学进展
2020, 57(15): 153302
1 上海出版印刷高等专科学校印刷包装工程系, 上海 200093
2 上海理工大学出版印刷与印术设计学院, 上海 200093
3 南京城建环境投资有限公司, 江苏 南京 210000
为解决基于RGB三通道信息值重构光谱反射率精度不理想的问题, 提出了一种优化的基于RGB三通道信息的光谱反射率重构算法。 首先编码产生随机选择多个光源的个体, RGB三通道值通过多项式回归算法预测多个光源下的三刺激值, 并采用伪逆法进行多光源下的光谱反射率重构, 然后将样本的重构精度作为个体的适应度评估值, 以优胜劣汰, 适者生存为原则对个体进行选择、 交叉、 变异操作, 最后得到适用于颜色样本光谱重构的多个光源与基于这些光源重构得到的光谱反射率。 实验选用Munsell颜色集作为训练样本集, RC24色卡、 SG140色卡作为检测样本集, 8个标准光源和82个发光二极管光源作为实验光源, 采用该算法从90个光源中选取最优的光源组合并重构得到样本的光谱数据, 并与Zhang提出的基于穷举法选择的多光源下的光谱重构方法和A光源下的伪逆法进行了重构精度对比。 实验结果显示该研究提出的方法随着光源个数的增加, 光谱反射率重构精度提高, 特别是光源个数增加到3时, 光谱重构精度提高的幅度最大。 在三种重构方法中, 该方法重构RC24的平均色差和平均光谱均方根误差分别为0.332 4和0.002 9, 而Zhang的方法与伪逆法的平均色差分别为0.429 3和3.266, 平均光谱均方根误差分别为0.029 7和0.004 8; 该文方法重构SG140的平均色差和平均光谱均方根误差分别为0.486 2和0.007 3, 而Zhang的方法与伪逆法的平均色差分别为0.544 8和3.821 9, 平均光谱均方根误差分别为0.035 6和0.013 3。 结果表明基于多光源下的光谱反射率重构精度明显优于基于单个光源下的重构精度, 而基于遗传算法的多光源选择方法又优于穷举法, 它能够根据颜色样本自动寻找到最优光源组合, 从而基于最优多光源下的三刺激值重构样本的光谱反射率, 提高了光谱反射率重构的精度。
光谱反射率重构 遗传算法 多光源 三刺激值 最优组合 Spectral reflectance reconstruction Genetic algorithm Multi-illuminants CIE XYZ values Optimal combination 光谱学与光谱分析
2019, 39(4): 1162
1 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 吉林省光电测控仪器工程技术研究中心, 吉林 长春 130022
太阳模拟器作为一种重要的试验与测试设备正广泛应用于航天领域和太阳能利用领域。介绍了使用最多的传统型太阳模拟器的结构组成和工作原理，论述了其优缺点及存在价值。着重叙述了当今涌现的具有代表性的新型太阳模拟器的系统组成和实现形式，如LED太阳模拟器、多光源太阳模拟器、均光棒太阳模拟器、积分球太阳模拟器、光纤传输太阳模拟器和运动式太阳模拟器等。并对它们进行了比较分析，总结了其发展趋势。
激光光学 太阳模拟器 多光源 光纤 激光与光电子学进展
2012, 49(7): 070003
为了获得较大场景的全息照片,采用了多组同类廉价激光器同时照射被摄物和全息干板,单次记录或多重记录全息图的方法。克服了由于受到激光器功率和激光光源相干长度的制约而引起的高的拍摄费用。经过实验,能获得拍摄场景达125°、清晰的全息照片。
激光技术 全息图拍摄 多光源 场景扩展 Laser techniques hologram multiple laser sources scene expansion
浙江大学,现代光学仪器国家重点实验室,浙江,杭州,310027
介绍了一种用于全反射法折射率测量的光学系统.当采用一个光源时,折射率测量的精度和量程受到接收面积的限制,采用多光源的光学系统,通过把量程分段,切换不同的光源来选择合适的量程,能在不改变接收端光电传感器的条件下,提高测量精度,扩大量程.本文根据折反射定律,通过分析光路图,给出了此光学系统的结构参数.理论计算和实验结果表明,当采用三个光源时,测量精度或量程比单光源系统提高到三倍左右.
光学系统设计 多光源光学系统 全反射 折射率精度
