LV14782B - Method for imaging of spectral attenuation at a number of wavelength bands - Google Patents

Method for imaging of spectral attenuation at a number of wavelength bands Download PDF

Info

Publication number
LV14782B
LV14782B LVP-13-177A LV130177A LV14782B LV 14782 B LV14782 B LV 14782B LV 130177 A LV130177 A LV 130177A LV 14782 B LV14782 B LV 14782B
Authority
LV
Latvia
Prior art keywords
spectral
wavelengths
illumination
reflection
values
Prior art date
Application number
LVP-13-177A
Other languages
Latvian (lv)
Other versions
LV14782A (en
Inventor
Jānis SPĪGULIS
Original Assignee
Latvijas Universitāte
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Latvijas Universitāte filed Critical Latvijas Universitāte
Priority to LVP-13-177A priority Critical patent/LV14782B/en
Publication of LV14782A publication Critical patent/LV14782A/en
Publication of LV14782B publication Critical patent/LV14782B/en
Priority to PCT/IB2014/065036 priority patent/WO2015071786A1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28Investigating the spectrum
    • G01J3/2823Imaging spectrometer
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28Investigating the spectrum
    • G01J3/30Measuring the intensity of spectral lines directly on the spectrum itself
    • G01J3/36Investigating two or more bands of a spectrum by separate detectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28Investigating the spectrum
    • G01J3/2823Imaging spectrometer
    • G01J2003/2826Multispectral imaging, e.g. filter imaging

Abstract

The invention relates to spectral imaging, in particular to imaging of spectral reflectance distribution at several fixed wavelengths using a single RGB image data set. In the proposed method for obtaining several spectral reflectance images, they are extracted from a digital RGB image data set at the wavelengths corresponding to those used at polychromatic illumination of the target, providing linearity of the photo-response, using the reference reflector and taking into account the overlapping of the RGB photo-detector spectral sensitivity bands, where the spectral reflectance is calculated for each image pixel or group of pixels using a calibrated grey reference reflector with reflection coefficients at all exploited wavelengths less than those of the white reference and by value is close to the largest reflection coefficient of the displayed object area. In case of different intensities of the illumination spectral lines, corrections for spectral reflectance values are proposed.

Description

Izgudrojuma aprakstsDescription of the Invention

Tehnikas jomaTechnical field

Izgudrojums attiecas uz spektrālo attēlošanu, konkrēti - uz virsmas refleksijas spektrālā vājinājuma koeficientu sadalījuma attēlošanu pie vairākiem fiksētiem viļņu garumiem, izmantojot viena digitālā RGB attēla datus.The invention relates to spectral imaging, in particular to the representation of spectral attenuation coefficients of a surface reflection at multiple fixed wavelengths using data from a single digital RGB image.

Zināma tehnikas līmeņa analīzeKnown state of the art analysis

Refleksijas spektrālais vājinājums jeb spektrālā reflektance (WO 2013135311 Al, 2013) k(X) ir attiecība Ι(λ)/Ι0(λ), kur Ι(λ) ir no objekta virsmas apgabala atstarotā intensitāte pie viena noteikta viļņu garuma λ un Ι0(λ) ir tādos pašos apgaismojuma apstākļos pie viļņu garuma λ atstarotā intensitāte no pilnībā atstarojoša reflektora (t.s. baltās references).The spectral attenuation or spectral reflectance of reflection (WO 2013135311 Al, 2013) k (X) is the ratio Ι (λ) / Ι 0 (λ), where Ι (λ) is the intensity reflected from the object's surface area at one specified wavelength λ and Ι 0 (λ) is the intensity of reflection from a fully reflective reflector (so-called white reference) under the same lighting conditions at wavelength λ.

Spektrālu attēlu iegūšanai bieži izmanto digitālos sensorus - divdimensiju fotomatricas - komplektā ar vairākos spektra apgabalos caurlaidīgiem filtriem, piemēram, rotējošu disku ar dažādu krāsu filtru komplektu (E.C. Ruvolo et al., Proc. SPIE, Vol. 7548, 75480A, 2010), kā arī izmanto ar elektriskiem signāliem spektrāli skanējamus akustooptiskos vai šķidro kristālu filtrus (http://www.usgs.gov/science/science.php?term=765). Digitālajos RGB sensoros ir iebūvēti triju krāsu (zilas, zaļas un sarkanas) spektrālie filtri, kas dažādās kombinācijās ar ārējiem spektrāliem filtriem nodrošina lielāku spektrālo attēlu skaitu (US 7612822 B2, US 2009290124 (Al), JP 2008136251 (A)). Cits veids, kā iegūt spektrālu attēlu komplektu, ir vairāku dažādās spektra joslās emitējošu gaismas avotu (piemēram, dažādu krāsu LED - WO 2008093988 (Al)) izmantošana secīgai objekta apgaismošanai, katrā apgaismojuma spektra joslā uzņemot savu attēlu.Digital sensors, such as two-dimensional photometric matrices, are often used to produce spectral images, complete with filters that pass through several spectral regions, such as a rotating disk with a set of different color filters (EC Ruvolo et al., Proc. SPIE, Vol. 7548, 75480A, 2010) uses acoustic or liquid crystal filters spectrally read by electrical signals (http://www.usgs.gov/science/science.php?term=765). Digital RGB sensors incorporate three-color (blue, green, and red) spectral filters, which in combination with external spectral filters provide a greater number of spectral images (US 7612822 B2, US 2009290124 (Al), JP 2008136251 (A)). Another way to obtain a spectral array of images is to use multiple light sources emitting in different spectral bands (e.g., LEDs of different colors - WO 2008093988 (Al)) to sequentially illuminate the subject by capturing its own image in each illumination spectrum band.

Ir zināmas metodes vairāku spektrālo attēlu izdalīšanai no viena digitālā RGB attēla datu masīva. Piemēram, katrā attēla punktā jeb pikselī nosaka sarkanajā (R), zaļajā (G) un zilajā (B) spektra joslā reģistrēto signālu skaitliskās vērtības Ri, Gi un Bi, kur i ir pikseļa numurs, un tās izmanto spektrālo attēlu veidošanai spektra sarkanajā, zaļajā un zilajā daļā un/vai veic multispektrālo analīzi, šos apakšattēlus dalot, atņemot vienu no otra, vai tml. (D. Kapsokalyvas et al., Proc. SPIE, Vol. 7548, 754808, 2010). Fiksējot noteiktu sensora izejas signālu diskriminācijas līmeni, virs kura jebkuram viļņu garumam sensora spektrālās jutības diapazonā atbilst tikai divas vai viena no R, G, B signālu vērtībām, ir iespējams ar loģiskas analīzes palīdzību RGB datu masīvā izdalīt vēl sešus šaurākus spektra intervālus (J. Spīgulis et al., Proc. SP1E, Vol. 7557,75570M,2010). Izmainot diskriminācijas līmeņa vērtības, būtiski paplašinās no viena digitālā RGB datu masīva izdalāmo spektrālo intervālu skaits (W0 2012/002787 Al, 2012).There are known methods for separating multiple spectral images from a single digital RGB image data array. For example, for each pixel or pixel of an image, the numerical values Ri, Gi, and Bi of the signals recorded in the red (R), green (G), and blue (B) spectral bands are determined and used to produce spectral images in the red, green and blue and / or perform multispectral analysis by dividing these sub-images by subtracting one from the other, or the like. (D. Kapsokalyvas et al., Proc. SPIE, Vol. 7548, 754808, 2010). By fixing a certain level of discrimination of the sensor output signals above any two or one of the values of R, G, B signals at any wavelength in the sensor spectral sensitivity range, it is possible to logically analyze six more narrow spectral intervals in the RGB data array (J. Spīgulis et al., Proc. SP1E, Vol. 7557,75570M, 2010). By changing the discrimination level values, the number of spectral intervals to be distributed from one digital RGB data array increases significantly (W0 2012/002787 Al, 2012).

Šo un citu tehnisko risinājumu realizācijai viena RGB attēla uzņemšanas brīdī var izmantot polihromātisku objekta apgaismojumu, t.i., to apgaismojot vienlaikus vairākās iespējami šaurās spektra joslās. īpašas priekšrocības ir apgaismojumam, kura spektrā ir tikai šauras spektrāllīnijas ar fiksētiem viļņu garumiem - tas dod iespēju precīzāk restaurēt spektrālos attēlus, salīdzinot, piemēram, ar mērījumiem vairāku platjoslu LED apgaismojumā. Ir demonstrēta ādas oksihemoglobīna relatīvo koncentrāciju sadalījuma kartēšanas iespēja bihromātiskā lāzeru apgaismojumā, izmantojot viena RGB attēla datus (J. Spīgulis et al., Proc. SPIE, Vol. 7557, 75570M, 2010). Metode tomēr nedod iespēju noteikt konkrētas refleksijas spektrālā vājinājuma koeficientu vērtības katrā attēla pikselī pie abiem fiksētajiem viļņu garumiem..These and other technical solutions can be accomplished by polychromatic illumination of the subject at the time of capturing a single RGB image, i.e. illuminating it simultaneously in as many spectral bands as possible. A special advantage is illumination, which has only narrow spectral lines with fixed wavelengths in the spectrum, which allows for more accurate restoration of the spectral images, as compared, for example, to measurements in multi-band LED illumination. The ability to map the distribution of relative concentrations of skin oxyhemoglobin in bichromatic laser illumination using single RGB imaging data has been demonstrated (J. Spigulis et al., Proc. SPIE, Vol. 7557, 75570M, 2010). However, the method does not allow the determination of the values of the spectral attenuation coefficients for a given reflection at each pixel at both fixed wavelengths.

Tā kā RGB attēlu sensoru trīs spektrālās jutības līknes parasti daļēji pārklājas, tad neviens no krāsu kanālu signāliem adekvāti neraksturo uztvertā monohromatiskā starojuma intensitāti. Starpkanālu mijiedarbības (angliski „inter-channel crosstalkF) ietekmi pie fiksēta viļņu garuma ir iespējams koriģēt, ja RGB kanālu spektrālo jūtību līknes ir zināmas un ir nodrošināts lineārs fotouztveršanas režīms (J.Spigulis et al., Proc. SPIE, v.8216, 82160L, 2012).Since the three spectral sensitivity curves of RGB image sensors are usually overlapping, none of the color channel signals adequately describes the intensity of the received monochromatic radiation. The effect of inter-channel crosstalkF at a fixed wavelength can be corrected if the spectral sensitivity curves of the RGB channels are known and a linear photo capture mode is provided (J.Spigulis et al., Proc. SPIE, v. 8216, 82160L , 2012).

Patentā LV 14532 B (2012) ir piedāvāta metode un ierīce vairāku spektrālo attēlu iegūšanai no viena RGB datu masīva atbilstoši apgaismojuma spektrāllīniju skaitam Šis risinājums ļauj noteikt k(ž) skaitliskās vērtības katrā objekta attēla punktā (pikselī) pie vairākiem fiksētiem viļņu garumiem un nodrošina parametrisku k(X) vērtību attēlošanu pie katra no izvēlētajiem viļņu garumiem ar „crosstalk efekta korekciju. Tas panākts, attēlojamā objekta zonā ievietojot pilnībā atstarojošu elementu (balto referenci), kura atstarotie signāli tiek salīdzināti ar objekta dažādu zonu atstarotajiem signāliem. Minētajam risinājumam, kurš ir izgudrojumam vistuvākais analogs, piemīt arī nepilnības:Patent LV 14532 B (2012) provides a method and device for obtaining multiple spectral images from a single RGB data array according to the number of spectral lines of illumination. This solution allows the determination of k (z) numerical values at each fixed image wavelength (pixel) at a number of fixed wavelengths. displaying k (X) values at each of the selected wavelengths with a "crosstalk effect correction". This is achieved by inserting a fully reflective element (white reference) in the area of the object being displayed, whose reflected signals are compared with the reflected signals of different areas of the object. This solution, which is the closest analogue to the invention, also has disadvantages:

(1) Fotouztveršanas linearitātes robežu nosaka atstarotais signāls no baltās references, kurš reālās situācijās var būt ievērojami intensīvāks par atstarotajiem signāliem no objekta virsmas (piemēram, cilvēka ādas). Tāpēc signāla/trokšņa (S/N) attiecība un nosakāmo k(Zi) vērtību, kur i ir izmantoto apgaismojuma spektrāllīniju skaits, precizitāte objekta attēla pikseļos ir salīdzinoši zema. Piemēram, ja detektors katrā pikselī izšķir 256 intensitāšu līmeņus, vidējais trokšņu līmenis ir 20 un baltās references apgabala atstarotā signāla līmenis ir 250, bet objekta virsmas atstaroto signālu līmeņi ir diapazonā 40...80, tad S/N vērtība references signāliem ir 15 (relatīvā kļūda 8%), bet objekta signāliem tikai(1) The linearity limit of photo-capture is determined by the reflected signal from the white reference, which in real situations can be significantly more intense than the reflected signals from the surface of the subject (eg human skin). Therefore, the signal-to-noise (S / N) ratio and the accuracy of the detectable k (Zi) values, where i is the number of illumination spectral lines used, are relatively low in the pixels of the subject image. For example, if the detector detects 256 intensity levels per pixel, the average noise level is 20 and the white reference area has a reflected signal level of 250, and the object surface reflected levels are between 40 ... 80, then the S / N value for the reference signals is 15 ( relative error of 8%) but for object signals only

2.. .4 (relatīvā kļūda 25...50%), kas summā veido nosakāmo k(Li) vērtību relatīvo kļūdu2 ... .4 (relative error 25 ... 50%), which represents the relative error of the detectable k (Li) in the sum

33.. .58% robežās;Within the range of 33 to .58%;

(2) Starpkanālu mijiedarbības (,.crosstalk”) korekcijas pie fiksētajiem viļņu garumiem ir aprēķinātas, pieņemot ka visu apgaismojuma spektrāllīniju intensitātes ir vienādas. Izmantojot reāli pieejamos gaismas avotus, tās var arī atšķirties, tādējādi pazeminot nosakāmo k(Xi) vērtību precizitāti. Izlīdzinošo filtru izmantošana šādās situācijās ir visai sarežģīts ur arī dārgs risinājums.(2) Corrections for interchannel interaction (.crosstalk) at fixed wavelengths are calculated assuming the same intensities for all illumination spectral lines. The actual light sources available may also vary, thus reducing the accuracy of the detectable k (Xi) values. Using smoothing filters in such situations is quite complicated and also an expensive solution.

Izgudrojuma mērķis, būtība un detalizēts izklāstsObject, nature and detail of the invention

Izgudrojuma mērķis ir paaugstināt refleksijas spektrālā vājinājuma k(X) attēlošanas kvalitāti un k(L) vērtību noteikšanas precizitāti, izmantojot viena RGB attēla datu masīvu polihromatiska līnij spektra apgaismojuma apstākļos.The object of the present invention is to increase the quality of representation of the spectral attenuation k (X) and the accuracy of determination of k (L) values using a single RGB image data array for a polychromatic line under spectral illumination.

Lai paaugstinātu objekta virsmas atstaroto signālu noteikšanas precizitāti, ir piedāvāts balto referenci aizvietot ar kalibrētu pelēku referenci, kura atstaro pie visiem izmantotajiem apgaismojuma spektrāllīniju viļņu garumiem un kuras atstarošanas koeficients ir tuvu līmenim, kādā atstaro objekta virsma - piemēram, 10% virs augstākās no objekta atstaroto signālu vērtībām. Pelēkās references atstarošanas koeficientu k’ = I/īo, kur I ir atstarotā intensitāte no pelēkas references un Io ir atstarotā intensitāte no baltas references, pie fiksētiem viļņu garumiem ir iespējams kalibrēt ar precizitāti zem 1%. Refleksijas spektrālā vājinājuma vērtību aprēķinam ir izmantojamas patenta LV 14532 B formulas, kurās baltās references signāli ir aizvietoti ar pelēkās references signāliem, un koriģētās spektrālā vājinājuma vērtības iegūst, atrastās ki, k2,..., kn vērtības reizinot ar k’. Pozitīvo efektu — samazinātu atstarotās intensitātes mērījumu relatīvo kļūdu - ilustrē skaitlisks piemērs. Pieņemot, ka no pelēkās references atstarotā signāla līmenis ir 250, no objekta atstaroto signālu līmeņi ir diapazonā 150...225 un attēlu sensora trokšņu līmenis ir 20. Tādā gadījumā attiecīgās S/N vērtības referencei un objektam būs 12.5 un 7.5...11.3, kam atbilst relatīvās kļūdas attiecīgi 8% un 9... 13%, bet nosakāmo k(Xi) vērtību relatīvā kļūda ir tikai 18...23%, t.i., vairāk par 2 reizēm zemāka, nekā izmantojot balto referenci (skat. augstāk aprakstīto piemēru). Pelēkās references izmantošana arī paver iespēju būtiski paaugstināt objekta apgaismojuma līmeni, saglabājot fotouztveršanas linearitāti un rezultātā uzlabojot iegūstamo spektrālo attēlu kvalitāti (kontrastu, izšķirtspēju). Rezumējot var apgalvot, ka baltās references aizvietošana ar pelēko ievērojami paaugstina nosakāmo k(Xi) vērtību precizitāti un refleksijas spektrālā vājinājuma attēlu kvalitāti.To increase the accuracy of the reflection of the surface reflections of the object, it is proposed to replace the white reference with a calibrated gray reference that reflects all wavelengths of illumination spectral lines used and has a reflection coefficient close to the reflection level of the object. signal values. The gray reference reflectance coefficient k '= I / o, where I is the reflectance intensity from the gray reference and Io is the reflectance intensity from the white reference, can be calibrated at fixed wavelengths to an accuracy of less than 1%. The formulas of patent LV 14532 B, in which white reference signals are replaced by gray reference signals, are used to calculate the reflectance spectral attenuation values and the corrected spectral attenuation values are obtained by multiplying the values of ki, k 2 , ..., k n found. The positive effect of reducing the relative error of the reflected intensity measurements is illustrated by a numerical example. Assuming that the level of the reflection signal from the gray reference is 250, the levels of reflection from the subject are in the range 150 ... 225 and the noise level of the image sensor is 20. In this case, the respective S / N values for referencei and object will be 12.5 and 7.5 ... 11.3 , which corresponds to relative errors of 8% and 9 ... 13%, respectively, but the relative error of the detectable k (Xi) values is only 18 ... 23%, ie more than 2 times lower than using the white reference (see above). example). The use of gray references also allows for a significant increase in the illumination level of the subject, maintaining the linearity of the photo acquisition and consequently improving the quality (contrast, resolution) of the spectral images to be obtained. In summary, replacement of the white reference with gray significantly improves the accuracy of the detectable k (Xi) values and the quality of the spectral attenuation images of the reflection.

Refleksijas spektrālā vājinājuma attēlu uzņemšanas laikā polihromatiskā apgaismojuma spektrāllīniju intensitātes var savstarpēji atšķirties. Tādos gadījumos ir nepieciešamas korekcijas attēlu apstrādes aprēķinu formulās, jo visu attēla pikseļu uztvertie signāli ir atkarīgi ne vien no attēlu sensora spektrālajām jūtībām Sx pie izvēlētajiem viļņu garumiem, bet arī no attiecīgo apgaismojuma spektrāllīniju relatīvajām intensitātēm.The spectral lines intensities of polychromatic illumination may vary with each other during reflection spectral attenuation. In such cases, adjustments to the image processing calculation formulas are required because the signals received by all pixels of the image depend not only on the spectral sensitivity Sx of the image sensor at the selected wavelengths, but also on the relative intensities of the respective spectral lines of illumination.

Bihromātiska apgaismojuma gadījumā tiek piedāvāts ieviest korekcijas koeficientu C12 = I1/I2, kas ir apgaismojuma intensitāšu attiecība pie viļņu garumiem λι un λ2, un ar to pareizināt patentā LV 14532 B definēto relatīvo fotojūtību Sr, Sg un/vai Sb pie izvēlētajiem viļņu garumiem. Ar reizinājumiem ci2*Sr, ci2*Sg un/vai ci2*Sb aizvietojot attiecīgās Sr, Sg un/vai Sb vērtības refleksijas spektrālā vājinājuma aprēķina formulās, tiek ievērota spektrāllīniju intensitāšu atšķirība bihromātiska apgaismojuma situācijās.In the case of bichromatic illumination, it is proposed to introduce a correction factor C12 = I1 / I2, which is the ratio of the luminous intensities at wavelengths λι and λ2, to multiply the relative photographic sensitivity Sr, Sg and / or Sb as defined in patent LV 14532 B. By multiplying ci2 * Sr, ci2 * Sg and / or ci2 * Sb by the respective values of Sr, Sg and / or Sb in the formulas for the calculation of the reflection spectral attenuation, the difference in spectral line intensities is observed in bichromatic illumination situations.

Trihromātiskā apgaismojumā intensitāšu atšķirību korekcijas ir veicamas līdzīgi: tiek piedāvāts ieviest korekcijas koeficientus C12 = I1/I2, C13 = I1/I3 un C23 = I2/I3, kuri ir apgaismojuma intensitāšu attiecības pie viļņu garumiem λι, %2 un %3. Nākošajā solī ar korekcijas koeficientiem pareizina attēlu sensora relatīvās fotojūtībās pie attiecīgajiem viļņu garumiem visās trijās fotouztveršajas joslās un ar šiem reizinājumiem aizvieto patenta LV 14532 B izmantotas relatīvas fotojutībasIn trichromatic illumination, the correction of the intensity differences is similar: it is proposed to introduce correction factors C12 = I1 / I2, C13 = I1 / I3 and C23 = I2 / I3, which are the ratios of the luminous intensities at wavelengths λι,% 2 and% 3. The next step, with correction factors, multiplies the image sensor's relative photosensitivity at the appropriate wavelengths across all three photo-acquisition bands and replaces the relative photosensitivity used in patent LV 14532 B

S(RfS (Rf

S(R3) ’ z S(R2) ς r 5((7,) S(R3)’ 0,2 S(G2) _ S(Gf>S (R 3) ' z S (R 2 ) ς r 5 ((7,) S (R 3 )' 0.2 S (G 2 ) _ S (G f>

S(G3) = S(G2) S(G3) 'B12S (G 3 ) = S (G 2 ) S (G 3 ) 'B12

S(B2)’ 513 S(B3) _S(B2)S (B 2 ) ' 513 S (B 3 ) _S (B 2 )

S(B3) . Konkrēti izmantojamas koriģētās vērtības, ar kuram ir aizvietojamasS (B 3 ). Specifically, the adjusted values to be replaced are used

Sri2, Sgi2, Sbi2, Sri3, Sgi3, Sbi3, Sr23, Sg23 un Sb23 vērtības zināmajā risinājumā, ir sekojošas: ci2*Sri2, ci2*Sgi2, ci2*Sbi2, ci3*Sri3, ci3*Sgi3, ci3*Sbi3, C23*Sr23, C23*Sg23 un C23*Sb23. Vispārējā gadījumā, izdalot n refleksijas spektrālā vājinājuma attēlus no viena RGB datu masīva pie n dažādas intensitātes spektrāllīniju apgaismojuma, korekcija ir veicama LV 14532 B definētajā sistēmas matricā, ko veido R, G un B kanālu spektrālāsThe values of Sri2, Sgi2, Sbi2, Sri3, Sgi3, Sbi3, Sr23, Sg23 and Sb23 in the known solution are as follows: ci2 * Sri2, ci2 * Sgi2, ci2 * Sbi2, ci3 * Sri3, ci3 * Sgi3, ci3 * Sbi3, C23 * Sr23, C23 * Sg23 and C23 * Sb23. In general, by dividing the images of the spectral attenuation of the n reflections from a single array of RGB data by spectral line illumination of n different intensities, the correction is to be made in the system matrix defined by LV 14532 B.

jutības attiecīgi pie viļņu garumiem λι, λ2, ..., λη: Α =sensitivity at wavelengths λι, λ 2 , ..., λ η : Α =

Gn . Šada situācijā B„ t divu spektrāllīniju intensitāšu attiecināšana korekcijai nav racionāla, jo tādu korekcijas koeficientu var būt ļoti daudz. Tiek piedāvāts vispirms noteikt katras apgaismojuma spektrāllīnijas relatīvo intensitāti attiecībā pret visintensīvāko no tām, t.i. pozitīvus lielumus Ii’, I2’, , In ar vērtībām < 1. Tālāk ar h’ reizina visus matricas 1. kolonnas locekļus, ar I2’ - visus matricas 2. kolonnas locekļus, utt.; ar /«'reizina visus matricas nkolonnas locekļus. Šādi koriģēta A-matrica ir izmantojama precizētu refleksijas spektrālā vājinājuma vērtību noteikšanai katrā objekta attēla pikselī vai pikseļu grupā pie neierobežota apgaismojuma spektrāllīniju skaita n.G n . In this situation, applying the intensities of the two spectral lines B ' t to the correction is not rational, since such correction coefficients can be very numerous. It is proposed to first determine the relative intensities of each illumination spectral line relative to the most intense of them, ie positive values Ii ', I2',, In with values <1. Next, h 'multiplies all members of column 1 of the matrix, column members, etc .; multiplies all members of the matrix ncol by /. The A-matrix thus corrected can be used to determine the refined spectral attenuation values for each pixel or group of pixels in an object image with unlimited illumination spectral lines n.

Claims (4)

PretenzijasClaims 1. Paņēmiens refleksijas spektrālā vājinājuma attēlošanai pie vairākiem viļņu garumiem, kurā spektrālā vājinājuma attēlus izdala no viena digitālā RGB attēla datu masīva pie viļņu garumiem, kas atbilst polihromatiska līnijspektra apgaismojuma spektrāllīniju viļņu garumiem, nodrošinot fotouztveršanas linearitāti, izmantojot references atstarotāju un ņemot vērā fotouztvērēja jutības spektrālo joslu pārklāšanos, kas atšķiras ar to, ka refleksijas spektrālā vājinājuma aprēķinam katrā attēla pikselī vai pikseļu grupā izmanto kalibrētu pelēku references atstarotāju, kuram pie visiem apgaismojuma viļņu garumiem refleksijas koeficients ir mazāks nekā baltai referencei un pēc vērtības ir tuvs lielākajam refleksijas koeficientam attēlojamā objekta zonā.1. A method for representing reflective spectral attenuation at multiple wavelengths, wherein the spectral attenuation images are distributed from a single digital RGB image data array at wavelengths corresponding to the wavelengths of a polychromatic line spectrum illumination spectral line using a reference reflector and taking into account The overlap of bands, which differs by using a calibrated gray reference reflector for calculating the spectral attenuation of reflection in each pixel or group of pixels, which has a reflection coefficient at all illumination wavelengths lower than the white reference and is close to the highest reflection coefficient in the area of the object. 2. Paņēmiens saskaņā ar 1. pretenziju, kurā papildus tiek koriģētas refleksijas spektrālā vājinājuma vērtību kļūdas bihromatiska apgaismojuma spektrāllīniju intensitāšu atšķirības dēļ, ieviešot korekcijas koeficientu ci2 = Ii/I2, kas ir apgaismojuma intensitāšu attiecība pie viļņu garumiem λι un λ2, un zināmajās refleksijas spektrālā vājinājuma aprēķinu formulās relatīvo fotojutību Sr, Sg un/vai Sb vērtības pie izvēlētajiem viļņu garumiem attiecīgi aizvietojot ar reizinājumiem ci2*Sr, ci2*Sg un/vai ci2*Sb.The method of claim 1, further correcting errors in the spectral attenuation values of the reflection due to differences in spectral line intensities of the bichromatic illumination by introducing a correction factor ci 2 = Ii / I 2 , which is the ratio of illuminances to wavelengths λι and λ 2 , and in the known formulas for the calculation of reflection spectral attenuation, the relative photosensitivity values of Sr, Sg, and / or Sb at the selected wavelengths are replaced by the product ci 2 * Sr, ci 2 * Sg and / or ci 2 * Sb, respectively. 3. Paņēmiens saskaņā ar 1. pretenziju, kurā papildus tiek koriģētas refleksijas spektrālā vājinājuma vērtību kļūdas trihromatiska apgaismojuma spektrāllīniju intensitāšu atšķirības dēļ, ieviešot korekcijas koeficientus ci2 = Ii/I2, C13 = I1/I3 un c23 = I2/Ī3, kuri ir apgaismojuma intensitāšu attiecības pie viļņu garumiem λι, λ2 un λ3, ar tiem pareizinot attēlu sensora relatīvās fotojutības pie attiecīgajiem viļņu garumu pāriem un ar šiem reizinājumiem aizvietojot relatīvo fotojutību vērtības zināmajās refleksijas spektrālā vājinājuma aprēķinu formulās.The method of claim 1, further correcting errors in the spectral attenuation values of the reflection due to differences in spectral line intensities of the trichromatic illumination by introducing correction factors ci 2 = Ii / I 2 , C 13 = I 1 / I 3 and c 23 = I 2 / I 3 , which are the ratios of luminous intensities at wavelengths λι, λ 2 and λ3 to multiply the relative photosensitivity of the image sensor at the respective wavelength pairs and to replace these values by the known formulas for reflection spectral attenuation. 4. Paņēmiens saskaņā ar 1. pretenziju, kurā papildus tiek koriģētas refleksijas spektrālā vājinājuma vērtību kļūdas polihromatiska apgaismojuma n spektrāllīniju intensitāšu atšķirības dēļ, vispirms nosakot katras apgaismojuma spektrāllīnijas relatīvo intensitāti attiecībā pret visintensīvāko no tām, t.i. pozitīvus lielumus h’, h’, In’ ar vērtībām, mazākām par vai vienādām ar 1, un tad sistēmas matricā ^1 G1 G24. The method of claim 1, further adjusted, reflection spectral attenuation value errors polychromatic illumination n spectral intensities difference the first setting each light spektrāllīnijas relative intensity of the most intense of which, ie positive values h ', h', I n 'with values less than or equal to 1 and then in the system matrix ^ 1 G 1 G 2 R„ , ko veido R, G un B kanalu spektrālās jutības pie viļņu garumiemR 'formed by the spectral sensitivities of the R, G and B channels at wavelengths -^2 ·· nj λι, λ2, ..., λη, pareizinot ar Ii ’ visus 1. kolonnas locekļus, ar I2’ pareizinot visus 2. kolonnas locekļus utt., t.sk. ar In ’ pareizinot visus matricas n-tās kolonnas locekļus, kur n > 2.- ^ 2 ·· nj λι, λ 2 , ..., λ η , multiplied by Ii 'for all column 1 members, by I2' multiplied by all column 2 members, etc., incl. multiplying by I n 'all members of column n of the matrix where n> 2.
LVP-13-177A 2013-11-12 2013-11-12 Method for imaging of spectral attenuation at a number of wavelength bands LV14782B (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LVP-13-177A LV14782B (en) 2013-11-12 2013-11-12 Method for imaging of spectral attenuation at a number of wavelength bands
PCT/IB2014/065036 WO2015071786A1 (en) 2013-11-12 2014-10-03 Method for imaging of spectral reflectance at several wavelengths

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LVP-13-177A LV14782B (en) 2013-11-12 2013-11-12 Method for imaging of spectral attenuation at a number of wavelength bands

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LV14782A LV14782A (en) 2013-12-20
LV14782B true LV14782B (en) 2014-01-20

Family

ID=50154050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LVP-13-177A LV14782B (en) 2013-11-12 2013-11-12 Method for imaging of spectral attenuation at a number of wavelength bands

Country Status (2)

Country Link
LV (1) LV14782B (en)
WO (1) WO2015071786A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113533256B (en) * 2021-06-30 2024-03-12 奥比中光科技集团股份有限公司 Method, device and equipment for determining spectral reflectivity

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6081612A (en) * 1997-02-28 2000-06-27 Electro Optical Sciences Inc. Systems and methods for the multispectral imaging and characterization of skin tissue
RU2378976C2 (en) * 2005-05-11 2010-01-20 Олимпус Медикал Системз Корп. Method of signal processing for device intended for biological observation
WO2011026167A1 (en) * 2009-09-03 2011-03-10 National Ict Australia Limited Illumination spectrum recovery
WO2011103576A1 (en) * 2010-02-22 2011-08-25 Canfield Scientific, Incorporated Reflectance imaging and analysis for evaluating tissue pigmentation
WO2013135311A1 (en) * 2012-03-13 2013-09-19 Latvijas Universitate Method and device for imaging of spectral reflectance at several wavelength bands

Also Published As

Publication number Publication date
LV14782A (en) 2013-12-20
WO2015071786A1 (en) 2015-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6676398B2 (en) Colorimetric system for display inspection
US8208704B2 (en) Dental shade mapping
KR101604424B1 (en) Apparatus for Measuring Luminance and Chrominance Distribution
EP2912421B1 (en) High accuracy imaging colorimeter by special designed pattern closed-loop calibration assisted by spectrograph
US20140218511A1 (en) High-Throughput and High Resolution Method for Measuring the Color Uniformity of a Light Spot
US8942471B2 (en) Color sequential flash for digital image acquisition
CN101874401A (en) One chip image sensor for measuring vitality of subject
JP7207124B2 (en) CALIBRATION DEVICE, CALIBRATION METHOD, SPECTRAL CAMERA, AND DISPLAY DEVICE
TW201020529A (en) Photometric/colorimetric device
RU2447471C2 (en) Colour successive flash for obtaining digital images
KR101705818B1 (en) Apparatus, system and method for measuring luminance and chromaticity
LV14207B (en) Method and device for multi-spectral imaging by means of digital rgb sensor
KR102056554B1 (en) Two-dimensional colorimeter
LV14782B (en) Method for imaging of spectral attenuation at a number of wavelength bands
WO2013135311A1 (en) Method and device for imaging of spectral reflectance at several wavelength bands
FR2985856A1 (en) Multispectral image sensor for measuring lighting conditions of scene to correct e.g. white balance of image, has dedicated pixel sensitive to characteristic wavelength of illuminant to be identified according to narrow range of sensitivity
JP6555276B2 (en) Stimulus value reading type colorimetry photometer
JP4460717B2 (en) Color adjustment device
KR102022836B1 (en) Apparatus for measuring light, system and method thereof
JP6565174B2 (en) Stimulus value direct-reading colorimeter
RU2366907C1 (en) Method for digital photoelectric colorimetry
Kim et al. Developing a multispectral HDR imaging module for a BRDF measurement system
Tominaga et al. Real-time color measurement using active illuminant
FR3110994A1 (en) A method of reconstructing an image, including an exact color image, associated computer program, device and system
LV15705B (en) Method and device for determination of photocamera relative spectral sensitivity at selected wavelengths