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1、 I 分类号：G434 学校单位代码：10446 硕 士 学 位 论 文 论文题目：论文题目：基于三色相机的多光谱图像获取方法研究基于三色相机的多光谱图像获取方法研究 研 究 生 姓 名 ：李 博 学 科、专 业：教育技术学 研 究 方 向 ： 印刷图文信息传播 导师姓名、职称： 马秀峰 教 授 朱元泓 教 授 论文完成时间：2012 年 4 月 II 曲阜师范大学研究生学位论文原创性说明 （根据学位论文类型相应地在“”划“”） 本人郑重声明：此处所提交的博士/硕士论文基于三色相机的多光谱图像获取方法研究，是本人在导师指导下，在曲阜师范大学攻读博士/硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论
2、文中除注明部分外不包含他人已经发表或撰写的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中已明确的方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。 作者签名： 日期： 曲阜师范大学研究生学位论文使用授权书 （根据学位论文类型相应地在“”划“”） 基于三色相机的多光谱图像获取方法研究系本人在曲阜师范大学攻读博士/硕士学位期间，在导师指导下完成的博士/硕士学位论文。本论文的研究成果归曲阜师范大学所有，本论文的研究内容不得以其他单位的名义发表。本人完全了解曲阜师范大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权曲阜师范大学
3、，可以采用影印或其他复制手段保存论文，可以公开发表论文的全部或部分内容。 作者签名： 日期： 导师签名： 日期： III 摘 要 近年来，随着颜色复制技术及数字成像设备的迅速发展和广泛应用，人们对颜色复制准确性的要求越来越高，所以光谱图像便成为一种研究热点。基于光谱颜色复制技术实现的是光谱匹配， 要求原色与再现色的光谱特性一致,即在任何条件下均能保持颜色的色彩再现性能。光谱颜色复制技术能满足光谱颜色再现的要求,它在可见光的范围采用 6-31 个光谱通道采集颜色信息，而非现今印刷的红、绿、蓝三通道来采集处理颜色信息，以物体的光谱反射率或透射率作为标定颜色的唯一标准，并通过光谱重构及叠印率的预测等
4、来实现颜色的精确控制，实现多通道多光谱图像的重构。 本文主要目的是实现三色相机为基础的多通道多光谱图像重构系统搭建，完成数码相机获取得到的数码响应值到颜色光谱反射率的转换。在颜色复制全过程中真正做到“所见既所得”的颜色复制效果，实现颜色复制与设备、介质、标准照明体、观察者的无关性。 在研究当中拟合出了系统数码信号值与 CCD 所受光辐射能量之间的转换方程，通过对数码值的线性校正处理系统重构光谱的准确度得到了很大程度的提高。系统利用校正后数据进行了基于伪逆法的光谱重构和基于基函数法光谱重构实验，并且对基函数的计算方法做了比较，确定了奇异值分解法(SVD)进行求解。通过比较分析两种重构结果发现，在
5、使用伪逆法进行光谱重构时，三色相机 6 通道重构 24 个色块平均均方根误差为 0.044，色差最小 0.94，平均色差为 5.273；使用基向量法重构光谱时，三色相机 6 通道重构光谱的24 个色块平均均方根误差 0.044，色差最小 1.03，平均色差为 5.3。实验结果证明本重构系统具有较高的可行性和准确性，也可以证明本文实现的三色相机多通道光谱重构系统就有较好的性能，具有较高的推广应用价值。 最后，本文对多通道光谱重构系统做了总结，并且对多光谱技术在高保真印刷、跨媒体出版及颜色管理的应用趋势做了展望。 关键字：数码响应值；同色异谱现象；色差；奇异值分解；伪逆法；基函数IV Abstra
6、ct In recent years, with the rapid development and wide application of Color duplication technology and digital imaging devices, standard of color reproduction accuracy become very high, and the spectral image has become a research trend. Color reproduction technology based on the spectrum is spectr
7、al matching, which requires spectral characteristics of reproduction color same as target color, that mean they can maintain the color color reappearance performance in any conditions. Spectral color reproduction technology can meet the requirements of spectral color reproduction, it uses 6-31 spect
8、ral channels of the visible light range to capture color information, rather than uses red, green and blue channel. Spectral reflectance or transmittance of the object as the sole criterion for calibration of color, and through the reconstruction of the spectrum and forecast ink trapping to achieve
9、precise control of color or multi-spectral image reconstruction. The main purpose of this paper is to build a multi-channel multi-spectral image reconstruction system based on three-color camera. And complete the conversion of the digital response value obtained by digital cameras to the spectral re
10、flectance of the color. Truly achieve the color copy effect of “what you see is what you get“ in color copying whole process, make the color reproduction independent of equipment, media, standard illumination and observer. This paper has fitted the conversion equation of the digital signal value and
11、 the light radiation energy suffered CCD. The accuracy of the spectral reconstruction of the system has been largely improved by linear correction processing on the digital value. System uses the calibration date to do two reconstruction experiments which respectively based on the pseudo-inverse met
12、hod and basis function. And by the comparison method of calculation of the basis functions determined using singular value decomposition (SVD) method to solve. Through the analysis the results of two spectral reconstruction found that the average root mean square error of 24 blocks of color reconstr
13、ucted by the spectral reconstruction experiment based on pseudo- inverse is 0.044, and the minimum color difference is 0.94, the average color difference is 5.273. the average root mean square error of 24 blocks of color reconstructed by the spectral reconstruction experiment based on basis function
14、 is 0.044,and the minimum color difference is 1.03,the average color difference is 5.3.The experimental results show that this spectral reconstruction system has a higher feasibility and accuracy, can also prove that multi-channel spectral V reconstruction system based on three-color camera implemen
15、ted in this article have better performance and higher application value. Finally，the main conclusions of the multi-channel spectral reconstruction system proposed in this dissertation were summarized, and the application trend of multi-spectral technology in high-fidelity printing, cross-media publishing and color management in the future were also forecasted. Key Words: digital response value, phenomenon of metamerism, color difference, singular value decomposition, pseudo-inverse method, basis functions VI 目 录 摘 要 . I Abstract
