基于光源相对光谱功率分布的颜色真值获取方法

嫦娥三号全景相机具有彩色成像模式,在发射前需先进行彩色定标,样本真值的获取是彩色定标的前提。传统方法获取的颜色真值在色差值和视觉感知上都与实际值存在明显的偏差。若直接采用该颜色值作为真值进行彩色定标,影响定标后的色差大小和定标校正后颜色的人眼视觉感知效果。为探索更好的颜色真值获取方法,利用实验室内测得的D65定标光源的相对光谱功率分布,重新定义了转换矩阵中的白点坐标,然后基于CIE颜色计算公式,根据格拉斯曼颜色混合定律,对XYZ与sRGB颜色空间之间的转换矩阵进行了修正,提高了样本真值获取的准确度。另外利用修正后的转换矩阵对sRGB空间的三刺激值曲线进行了重新计算,对标准转换值偏离实际值的原因进行了分析。通过地面试验验证,相对于传统样本真值获取方法,利用该真值获取方法定标后A,B两相机的色差值分别降低了0.8和0.73;定标矩阵校正在轨图像时,色差分别降低了26.50%和34.47%,且校正后的颜色与人眼的视觉感知效果更接近。     

天然植物花卉的反射光谱在显示器中的颜色复制特征

基于sRGB颜色空间作为显示器的色彩显示的重要颜色空间,首次对天然植物花卉反射光谱在sRGB颜色空间的复制特征进行了研究。针对天然植物花卉颜色由CIE1931XYZ向sRGB颜色空间转换过程中在sRGB空间中的“剪切”现象,分析了九种典型光源下218种天然植物花卉的反射光谱在sRGB颜色空间的颜色复制误差。考虑到D65光源的特殊性,对D65下的复制做了重点研究。研究结果表明,天然植物花卉颜色由CIE1931颜色空间向sRGB颜色空间转换时,“剪切现象”是造成空间转换误差的主要原因,存在剪切现象时,如果颜色分量剪切程度较小,同样可以不会带来大的色差,仍可能得到较好的颜色复制效果;D65光源下,218个天然植物花卉光谱中有8个“橙黄色”光谱的颜色在sRGB颜色空间中存在“剪切现象”,占总光谱数目的3.7%;D65下天然植物花卉颜色在sRGB中颜色复制效果最好,而在A光源下最差。     

非标准光源在颜色测量中的差异性分析

不同光源因光谱功率分布差异,具有不同色温、显色指数,测色差异很大。D65标准光源最接近日光光色,是国际照明委员会(CIE)推荐测色标准光源。但其价格昂贵、工作条件苛刻且不易得,实际测色中常用非标准光源代替。为了研究非标准光源的测色差异,设计了一套溶液比色系统,分别采用高压脉冲氙灯、LED灯、卤钨灯作为光源,亚硝酸盐显色实验为基础,以色度学原理计算3种光源的测色差异。结果显示,氙灯、LED灯光谱分布较为均匀,色度坐标接近等能白光E(0.33, 0.33), 测色比较接近真实颜色,而卤钨灯测色误差较大。氙灯与LED灯在L*a*b*空间测色平均色差ΔE_ab在10 NBS以内,两者与卤钨灯测色平均色差ΔE_ab在20 NBS以上。     

基于多光谱和sRGB空间的自然植物色的重现

多光谱成像技术在颜色科学方面的应用主要在于准确的记录和复制拍摄场景的颜色信息。针对目前基于光谱的颜色重现设备昂贵、复杂和实现起来困难的问题,提出了物体颜色从反射光谱空间向sRGB颜色空间变换的方案。在遵循sRGB标准的设备上重现了D65光源下的218种自然植物颜色,所显示的颜色与植物反射光谱实物对应的名称一致。对8个自然植物在9种不同光源下和在sRGB空间下的颜色进行了预测显示。所提出的方案对在网络环境下实现相同实物在不同照明环境下的场景显示提供了可行的途径。     

LED用于彩色全息图照明的色度研究

基于制作全息灯箱背光源的需要,从色度上分析研究了发光二极管用于彩色全息图照明的可行性,对使用发光二极管和定向照明卤钨灯照明再现的彩色全息图进行了色度测量与评价.实验测量并计算了发光二极管与卤钨灯光谱功率分布RGB成分比,给出了在CIE1976均匀颜色空间中两种光源再现图像与原图像之间的色差.结果表明, 发光二极管用作彩色全息图照明光源是可行的,可以作为全息灯箱背光源.     

光谱成像的图像颜色恒常性计算方法

光谱成像可以记录拍摄场景的光谱信息,从而实现颜色的高保真复现,图像的光谱信息通常同时混合了物体的光谱信息和光源信息,所以现有的光谱成像颜色还原需要通过提前放置的标定板或已知光谱特性的物体获取拍摄环境的光源信息,再进行图像的颜色恒常性校正。但光谱相机在实际使用过程中,通常难以满足上述条件,从而对图像高保真颜色还原提出挑战。针对此问题,提出一种光谱成像的图像颜色恒常性计算方法,将光谱成像系统获得光谱数据转换到XYZ颜色空间,并将图像分区域进行统计得到图像的统计点,通过大量常见光源的分布规律,给统计点施加位置权重和色温权重,同时设置亮度权重去除图像中过暗和过饱和的统计点,利用加权平均获得环境光的色度参数,根据需求将图像的XYZ颜色空间数据转换到RGB颜色空间,根据环境光的色度参数计算图像不同通道的增益,从而完成光谱图像的颜色恒常性计算。为了验证所提出算法的有效性,对140张光谱图像进行处理,计算算法得到的环境光色度参数和真实光源色度之间的再现角误差,对校正结果进行评价,结果表明提出的算法明显优于光谱图像不做处理和灰度世界法。为进一步分析算法校正结果与人眼感知之间的联系,设计颜色心理物理学实验...     

一种显示器颜色特性的反向查找新方法

根据实验的数据建立了CRT的设备颜色空间(RGB空间)与标准颜色空间(CIELAB空间)之间的颜色特性转换模型。通过分析大量的实验测量数据,以改进的三维查找表形式建立了RGB和L*a*b*之间的正逆转换关系。其中正向查找表的建立是按照三维线性的插值方法,逆向查找表的建立则利用一种插值和迭代相结合的新方法,使L*a*b*查找到较为准确的RGB值。通过用标准图像的的随机误差检验,其转换的平均色差ΔE为0.9286色差单位。     

基于色差分析的不同光源下颜色稳定性研究

产品颜色是衡量产品质量的重要指标，由于产品流通环境中光源的变化无法避免，产品颜色必然受到光源变化的影响，因此研究不同光源下颜色的稳定性具有现实意义。以D65光源为标准光源，以A光源、F2光源为试验光源，选择大量色块作为样品，用不同光源下样品色差大小来衡量不同光源下样品颜色稳定性。通过对不同兴奋纯度的样品的分析，发现样品色差与其兴奋纯度是正相关的；通过对不同主波长/补色波长的样品进行分析，发现样品色差与其主波长/补色波长密切相关。样品主波长在479 nm时，色差较大，ΔE_ab*（D65/A）、ΔE_ab*（D65/F2）分别为14.50、13.81；样品主波长在561 nm时，色差较小，ΔE_ab*（D65/A）、ΔE_ab*（D65/F2）分别为5.17、2.78。将主波长/补色波长与色相对应后，发现紫、黄、黄绿等色相的样品在不同光源下色差较小，而红、青、浅蓝等色相的样品在不同光源下色差较大。结果表明，不同光源下颜色稳定性与其兴奋纯度以及主波长/补色波长有关。在实际生产与应用中，可以通过以下2种方式提高不同光源下产品颜色的稳定性:一是选择兴奋纯度较低的颜色；二是选择特定色相如紫、黄、黄绿等色相的颜色。     

一种为人眼阈值测量提供颜色的装置

人们一直关注视觉阈值测量与诊断的研究,近年来人眼及其他视觉传感器的色差阈值测量与研究开始引人关注。讨论了一种基于由两路颜色积分球均匀光源共轭产生的可精密调控颜色及其色差目标的装置。该装置基于麦克亚当椭圆理论,选择CIE LUV均匀颜色空间及其色差公式来表示颜色并计算色差ΔE的大小,可实现在较大色域范围内不同颜色中心在不同方向上的颜色宽容量和色差阈值的测量,可为被试者提供色视觉功能的诊断。     

颜色视觉匹配中显示器颜色色差阈值的评价

为了对阴极射线管(Cathode ray tube,CRT)显示器颜色恰可辨别的小色差阈值进行评价,在中性灰背景下,用编制的颜色匹配程序,在CRT显示器上随机产生颜色,分别调节程序中R、G、B通道的值,使匹配色与随机色达到视觉上的一致,进行颜色视觉匹配实验,测量CRT显示器上随机色和匹配色的L*a*b*值.用不同的色差公式对实验数据分别从明度、色调、饱和度进行比较分析,色差公式评价小色差的性能是CIEDE2000优于CMC(2∶1)和CIEL*a*b*.在a*b*图上绘制实验颜色恰可辨别图.不同色差公式计算的CRT显示器恰可辨别小色差阈值不同.     

基于BP神经网络的数码相机特性化

由于数码相机的颜色空间是依赖于设备的,对于一个具体的数码相机,其光谱响应与设备独立的CIE标准观察者颜色匹配函数是一个非线性关系,因此不能真实复制场景的颜色。特性化彩色图像设备是提高图像的颜色复制质量的一个重要方法。介绍一种基于BP神经网络数码相机特性化方法。采用Munsell颜色系统作为目标色,大样本训练空间。测试了不同的网络结构和样本空间分布。训练样本平均色差为1.75CMC(1∶1)色差单位,测试样本为2.16。该方法在数码相机颜色测量、光谱重建等领域有广泛的应用前景。     

基于LED阵列的彩色视觉检测光源色度特性研究

彩色视觉成像是基于色度学理论的三刺激值法, 而光源的色度学特性是彩色成像的关键因素, 因此本文以色度学理论为基础, 计算并分析了用于彩色视觉检测的LED阵列光源的色度学特性, 并通过于标准D65光源进行对比, 研究了LED阵列光源的相关色温调节原理、范围, 以及白场平衡时的色度坐标、相关色温等. LED阵列光源具有相当宽泛的相关色温调节范围, 可调制出的颜色丰富, 色彩的表现能力更强, 色彩饱和度更高, 白场平衡R:G:B=254:237:90时的色度坐标、相关色温甚至比人工D65光源更加接近于白场的标准色度, 其颜色复现能力达到视觉允许的较优颜色复现效果. 因此LED阵列光源的色度学特性更加适用于彩色视觉检测.     

基于色貌的跨媒体颜色复制

介绍了一种基于视觉匹配的跨媒体颜色复制方法。通过视觉匹配将一个环境下的一些色貌因素"映射"到另一个环境,是一种基于色貌的CRT特性化方法。该方法复制的22个Munsell色卡的平均视觉评价为6分制的5.17分。其中,红色调的复制色块视觉评价较好,蓝色调或蓝色占有较大比例的复制色块误差较大。sRGB作为目前流行的用于颜色通讯的标准色空间,在实验中也进行了比较。实验证明这种基于视觉匹配的特性化方法,已经包含了一些色貌因素,可以满足一般的应用要求,有着广泛的应用前景。     

基于中国颜色体系的色差公式分析

CIE均匀颜色空间及利用色差公式对色差进行计算对彩色复制品的评价具有很关键的作用。利用中国颜色体系在视觉上为等色差系统以及色调、彩度和明度可以单独改变的特性,分别从色调、彩度、明度三方面对CIEL*a*b*、CMC(l:c)、CIE94、CIEDE2000色差公式进行了比较分析。结果表明:用各色差公式计算出的平均色差值是不同的,它们的均匀性也不同。需要针对不同的明度、彩度、色调选择使用不同的色差公式。     

Bayer滤波型彩色相机调制传递函数测量方法

Bayer滤波型彩色相机广泛应用于航天遥感、空间对地观测、环境监测等领域.由于Bayer滤波片造成彩色相机相比黑白相机在像质方面进一步退化,如何对Bayer滤波型彩色相机成像性能全频段综合评价是目前亟待解决的问题.调制传递函数(MTF)是相机成像性能综合评价的关键指标,传统调制传递函数测量方法无法实现对Bayer滤波型彩色相机MTF全频段高精度测量.为了解决这个问题,本文提出了一种采用旋转刀口靶测量彩色相机调制传递函数的方法.理论方面,推导了Bayer滤波型彩色相机调制传递函数测量理论模型,仿真分析了刃函数采样率和刀口刃边倾斜角度误差对调制传递函数测量精度的影响,并给出了计算算法.实验方面,对彩色相机R,G,B三基色调制传递函数权重因子进行了实验定标,并搭建了基于条纹板和旋转刀口靶的彩色相机调制传递函数测量试验装置.采用旋转刀口靶法和条纹靶板法测量彩色相机MTF结果在耐奎斯特频率f_c处极差为0.061,在空间频率f_c/2处极差为0.043,试验结果验证了所提方法的有效性.     

基于BP网络的打印机色彩控制技术

报道了一种基于ＢＰ网络的打印机色彩控制技术。作为控制器模型的ＢＰ网络通过学习打印机的输入／输出特性,实现颜色数据从ＣＩＥＬＡＢ到打印机色空间的转换。实验结果表明,利用ＢＰ网络可以控制打印机实际输出与希望输出颜色之间的平均色差为４－２３ΔＥ＊ａｂ 。     

Natural color low-level-light EBAPS imaging system based on three-color LCTF北大核心CSCD

The high-sensitivity electron bombarded active pixel sensor (EBAPS) not only has the characteristics of high gain and high sensitivity of vacuum imaging devices, but also has the digital characteristics of solid-state imaging devices, which greatly improves the level of night vision imaging. A natural color low-level-light EBAPS imaging system was built based on three-color liquid crystal tunable filter (LCTF). According to the characteristics of low-level-light images, the color enhancement processing such as grayscale stretching, white balance, and color correction was performed on the color images obtained by the system. The experimental results show that the system can realize the natural low-illumination color imaging that reflects the color characteristics of the scene itself, which can effectively improve the observation effect of the characteristics of the target scene at night, and can realize the color imaging under 5×10−4 lx illumination. © 2022 Editorial office of Journal of Applied Optics. All rights reserved.