CN105806484A - 基于光谱可调led光源获取物体色设备无关响应值的方法 - Google Patents
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Abstract
基于光谱可调LED光源获取物体色设备无关响应值的方法，包括步骤：1)复现照明光源，2)色卡选取，3)获取色卡中每一色样的相机响应值和设备无关响应值，4)建立对应关系方程，5)获取物体色的相机响应值，6)获得物体色的设备无关响应值。本发明提供一种简单易行和可靠性高的基于光谱可调LED光源获取物体色设备无关响应值的方法。
Description
技术领域
本发明属于颜色管理领域，特别是，涉及一种基于光谱可调LED光源获取物体色设备无关响应值的方法。
背景技术
随着数码设备的快速发展，日常生活中的许多信息都需要通过照片进行获取和保存，基于数码设备成本低和操作简便的优点，数码设备在定量捕获场景色度信息的领域得到了越来越多的应用。但数码拍照设备由于所采用感光器件和滤光片的局限性，其记录的数值往往是设备相关的。相同的场景采用不同的相机会得到不同的相机响应值(RGB值)，记录的相机响应值也无法在不同显示设备间进行直接传递或复现。传统的方法是通过相机特征化将设备相关相机响应值转换为与设备无关的设备无关响应值(设备无关响应值表示在与设备无关的颜色空间中用于描述颜色特征的具体数值，如CIEXYZ值，设备无关的颜色空间以数字化方式来描述人的视觉感应，与设备无关)，但相机特征化过程较为专业且复杂，不适宜大范围推广使用。如何更加快速简单的获取设备无关响应值并准确可靠的应用于相机行业，是一个亟待解决的技术问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种简单易行和可靠性高的一种基于光谱可调LED光源获取物体色设备无关响应值的方法。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
基于光谱可调LED光源获取物体色设备无关响应值的方法，包括步骤：
1)复现照明光源：用光谱可调LED光源精准复现特定光源光谱×n条调制曲线，得到n个复现照明光源，其中，n为1-15之间的任一整数；
2)色卡选取：选取标准色卡或用户自定义色卡；
3)获取色卡中每一色样的相机响应值和设备无关响应值：将色卡放置于步骤1)中所述的n个复现照明光源环境中，相机在相同的设置下依次进行拍照，经处理得到色卡中每一色样的n个相机响应值；同时，用分光辐射度计直接测得色卡中每一色样的特定光源光谱×色样的反射曲线，结合n条调制曲线计算得到色卡中每一色样的n个设备无关响应值；
4)建立对应关系方程：建立色样的相机响应值与设备无关响应值之间的对应关系方程；
5)获取物体色的相机响应值：对于任一物体，将物体放置于与步骤3)中色卡相同的n个复现照明光源环境中，相机在相同的设置下依次进行拍照，经处理得到物体色的n个相机响应值；
6)获得物体色的设备无关响应值：利用步骤4)中建立的对应关系方程对物体色的相机响应值进行转换即获得物体色的设备无关响应值。
进一步的，所述步骤3)中色卡中每一色样的特定光源光谱×色样的反射曲线也可通过用分光辐射度计测量得到该特定光源的光谱功率分布，用分光光度计测量得到色卡中每一色样的反射曲线获得。
优选的，该特定光源的光谱功率分布可采用国际照明委员会规定的标准值。
优选的，所述步骤1)、3)、5)是在无外部环境光影响的条件下进行。
优选的，所述步骤1)中的调制曲线包括CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值曲线、CIE1964标准色度观察者光谱三刺激值曲线、其他国际机构所规定的标准调制曲线或用户自定义的多个调制曲线。
优选的，所述步骤2)中的标准色卡或用户自定义色卡包括常用的24色的X-RiteColorCheckerClassic、X-RiteColorCheckDigitalSG，其他行业用色卡或用户自定义色卡。
优选的，其特征在于，所述相机为单通道相机。
优选的，所述步骤4)中对应关系方程可为线性方程、多项式方程、幂方程、对数方程、指数方程中任一种或几种函数的组合。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明提供了一种获取物体色设备无关响应值的方法，用户可通过相机快速获取物体色的设备无关响应值，其操作简单，可靠性高，使得相机特征化过程更为便捷，且大大扩展了相机的使用范围。
附图说明
图1为本发明中以光谱可调LED光源获取物体色设备无关响应值的方法框图；
图2为实施例一中特定光源光谱D50×6条自定义调制曲线；
图3为实施例一中采用的24色X-RiteColorCheckerClassic标准色卡；
图4为实施例一中相机拍照设置示意图；
图5为实施例一中第一条调制曲线所得的对应关系方程曲线；
图6为实施例一中第二条调制曲线所得的对应关系方程曲线；
图7为实施例一中第三条调制曲线所得的对应关系方程曲线；
图8为实施例一中第四条调制曲线所得的对应关系方程曲线；
图9为实施例一中第五条调制曲线所得的对应关系方程曲线；
图10为实施例一中第六条调制曲线所得的对应关系方程曲线；
图11为实施例二中相机拍照设置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
实施例一
如图1所示，以标准照明体D50和6条自定义调制曲线为例，获取物体色设备无关响应值的方法，包括步骤：
1)复现照明光源：用光谱可调LED光源，精准复现标准照明体D50光谱×6条自定义调制曲线得到6个复现照明光源(如图2所示)；光谱可调LED光源可采用CN204213703U中所述的光谱可调式的无线智能LED平板灯或其它类似光谱可调LED光源；
2)色卡选取：采用相机行业常用的24色X-RiteColorCheckerClassic标准色卡(如图3所示)；
3)获取色卡中每一色样的相机响应值和设备无关响应值：将色卡放置于6个复现的照明光源环境中，黑白相机在一定的设置下进行拍照(如图4所示)，经处理得到每一色样在6个相机响应值，分别记为C1、C2、C3、C4、C5和C6；同时，用分光辐射度计直接测得色卡中每一色样的标准照明体D50×色样的光谱反射率，结合6条调制曲线计算得到各个色样6个设备无关响应值，分别记为P1、P2、P3、P4、P5和P6；
4)建立对应关系方程：采用多项式模型建立24个色样的6个相机响应值与6个设备无关响应值的对应关系方程，见图5-10；
5)获取物体色的相机响应值：将任一物体放置于与步骤3)中色卡相同的6个复现照明光源环境中，用相同的相机在相同的设置下依次进行拍照得到物体色的6个相机响应值；
6)获得物体色的设备无关响应值：利用步骤4)中建立的对应关系方程即可将物体色的6个相机响应值快速转换为物体色的6个设备无关响应值。
其中，步骤1)、3)、5)是在无外部环境光影响的条件下进行的，减少外部环境对结果造成的影响。
当然，上述实施例中调制曲线包括但不限于CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值曲线和CIE1964标准色度观察者光谱三刺激值曲线，也可采用其他国际机构所规定的标准调制曲线或用户自定义的多个调制曲线；色卡中每一色样的特定光源光谱×色样的反射曲线也可通过用分光辐射度计测量得到该特定光源的光谱功率分布，用分光光度计测量得到色卡中每一色样的反射曲线获得；该特定光源的光谱功率分布可采用国际照明委员会规定的标准值。色卡也可以选择X-RiteColorCheckDigitalSG标准色卡、其他行业用色卡或用户自定义色卡；上述替换方案均能实现获取物体色设备无关响应值的目的。
实施例二
如图11所示，为光谱可调LED光源作为显微镜的环形照明光源来获取物体色CIEXYZ值的相机拍照设置示意图，用此光源复现标准日光D65×CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值曲线得3个复现照明光源，用单通道相机在一定的设置下依次对24色X-RiteColorCheckerClassic标准色卡进行拍照，经处理得到每一色样在3个相机响应值，通过与24色标准色卡的标准CIEXYZ值比较，建立相机响应值与CIEXYZ值的对应关系方程；对于以后每一物体色样，仅需要用单通道相机在上述相同设置下在3种复现照明光源下对物体进行拍照，获取相应的相机响应值，结合已经建立的对应关系方程即可得到物体色的相应的CIEXYZ值。
在本发明的基础上，用户可通过相机快速获取物体色的三刺激值，其操作简单，可靠性高，使得相机特征化过程更为便捷，且大大扩展了相机的使用范围。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.基于光谱可调LED光源获取物体色设备无关响应值的方法，包括步骤：
1)复现照明光源：用光谱可调LED光源精准复现特定光源光谱×n条调制曲线，得到n个复现照明光源，其中，n为1-15之间的任一整数；
2)色卡选取：选取标准色卡或用户自定义色卡；
3)获取色卡中每一色样的相机响应值和设备无关响应值：将色卡放置于步骤1)中所述的n个复现照明光源环境中，相机在相同的设置下依次进行拍照，经处理得到色卡中每一色样的n个相机响应值；同时，用分光辐射度计直接测得色卡中每一色样的特定光源光谱×色样的反射曲线，结合n条调制曲线计算得到色卡中每一色样的n个设备无关响应值；
4)建立对应关系方程：建立色样的相机响应值与设备无关响应值之间的对应关系方程；
5)获取物体色的相机响应值：对于任一物体，将物体放置于与步骤3)中色卡相同的n个复现照明光源环境中，相机在相同的设置下依次进行拍照，经处理得到物体色的n个相机响应值；
6)获得物体色的设备无关响应值：利用步骤4)中建立的对应关系方程对物体色的相机响应值进行转换即获得物体色的设备无关响应值。
2.如权利要求1所述的基于光谱可调LED光源获取物体色设备无关响应值的方法，其特征在于，所述步骤3)中色卡中每一色样的特定光源光谱×色样的反射曲线也可通过用分光辐射度计测量得到该特定光源的光谱功率分布，用分光光度计测量得到色卡中每一色样的反射曲线获得。
3.如权利要求2所述的基于光谱可调LED光源获取物体色设备无关响应值的方法，其特征在于，该特定光源的光谱功率分布可采用国际照明委员会规定的标准值。
4.如权利要求1-3任一项所述的基于光谱可调LED光源获取物体色设备无关响应值的方法，其特征在于，所述步骤1)、3)、5)是在无外部环境光影响的条件下进行。
5.如权利要求1-3任一项所述的基于光谱可调LED光源获取物体色设备无关响应值的方法，其特征在于，所述步骤1)中的调制曲线包括CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值曲线、CIE1964标准色度观察者光谱三刺激值曲线、其他国际机构所规定的标准调制曲线或用户自定义的多个调制曲线。
6.如权利要求5所述的基于光谱可调LED光源获取物体色设备无关响应值的方法，其特征在于，所述步骤2)中的标准色卡或用户自定义色卡包括常用的24色的X-RiteColorCheckerClassic、X-RiteColorCheckDigitalSG，其他行业用色卡或用户自定义色卡。
7.如权利要求1-3任一项所述的基于光谱可调LED光源获取物体色设备无关响应值的方法，其特征在于，所述相机为单通道相机。
8.如权利要求1-3任一项所述的基于光谱可调LED光源获取物体色设备无关响应值的方法，其特征在于，所述步骤4)中对应关系方程可为线性方程、多项式方程、幂方程、对数方程、指数方程中任一种或几种函数的组合。
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