由于兼具光谱分辨和空间分辨能力, 快照式窄带多光谱成像在资源遥感、 精准农业、 医疗检测等领域将有广泛应用。 由于该方法使用窄带成像来提高光谱分辨率及图像对比度, 所获得的图像是灰度信息, 失去了场景的色彩信息, 不便专家对图像鉴别、 评价与赏析。 已有的色彩还原算法主要针对光谱波段带宽较宽或者多个波段叠加基本覆盖整个可见光谱范围等两种光谱成像仪, 不适合窄带多光谱成像方法的色彩还原。 该研究适合于快照式窄带多光谱成像的色彩还原方法, 提出建立窄带多光谱彩色相机的概念。 首先, 提出两种窄带多光谱色彩还原方法: (1)基于CIE色度系统三刺激值色的, (2)基于贝尔阵列插值算法的; 其次, 分别应用两种算法还原快照式窄带多光谱相机所获得的植物、 手臂及宫颈组织等三种代表性场景窄带多光谱灰度图像; 之后, 计算并比较表征两种算法所得的代表性场景彩色图像的均值、 方差、 熵及梯度等表征图像质量的参数数值, 确定出适合快照式窄带多光谱成像的色彩还原方法; 最后, 对所确定的色彩还原算法进行色偏校正。 实验结果表明, 基于CIE三刺激值色彩还原方法比贝尔阵列插值法更适用于窄带多光谱成像颜色复原。 配合使用CIE三刺激值色彩还原方法及灰度图象校正算法, 从窄带光谱成像所获得的植物、 手臂皮肤及宫颈组织的灰度图像所还原出的近彩色图像逼近物体真实色彩, 满足人眼观察习惯。 介绍了仅覆盖可见光光谱范围30%的窄带多光谱图像进行色彩还原的方法, 该方法证明快照式窄带多光谱成像可以兼具光谱分辨能力, 同时保持可供人主观辨识的色彩信息。 所提出实现快照式窄带多光谱彩色成像的方法, 有望设计不同于传统RGB相机的彩色相机实施方案。
快照式窄带多光谱成像 色彩还原方法 CIE三刺激值积分 贝尔阵列插值 窄带多光谱彩色相机 Snapshot narrow-band spectral imaging Color recovery method CIE three primary color Bayer filter array interpolation Narrow band spectral imaging color camera
1 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 成都国泰真空设备有限公司, 四川 成都 611130
Head-Mounted Display(HMD)是实现虚拟现实 (VR)的主要技术形式,而可视化VR图像的色温还原还有待解决。为了消除HMD干扰源的感知差异,基于色度学理论分析了OLED(Organic Light-Emitting Diode)光源下的色温与光谱面积比例的关系,研制出了性别差异下补偿色温偏好的光学滤光膜。结合Matlab工程计算软件,利用最小二乘法-高斯牛顿迭代法进行光谱数据离散点函数的曲线拟合,逆向推导出OLED光源下的色温与光谱面积比例之间的转换关系。通过分析材料的光学特性,结合光学薄膜理论,利用Essential Macleod薄膜设计软件对膜层敏感度进行了分析;通过减小误差并优化膜系结构,实现了色温滤光膜的制备。采用电子束加热蒸发的方法制备薄膜,通过晶控精确控制薄层及敏感层的沉积厚度,减小了实验误差。分别对两种膜系进行了光谱、表面粗糙度及环境检测,结果表明,所提滤光片可以将OLED光源下的色温调整至4876 K及9333 K,解决了性别差异下HMD中的色温偏好问题,还原了VR可视化色彩。
薄膜 性别色温偏好 曲线拟合 HMD 图像色彩还原
彩色数码设备色彩还原能力直接影响彩色图像的最终呈现效果, 是彩色数码设备性能设计优劣的一个重要指标。为研究低光照度下不同彩色数码设备的色彩还原能力, 本文提出了一种简便快 捷的可视化客观色彩还原能力评价方法,该方法首先将RGB三基色颜色空间转换到CIELAB颜色空间, 并基于CIEDE2000色差公式在CIELAB颜色空间建立全面客观的量化评价指标, 最终基于VC++软件平 台开发了上位机软件程序, 能实现对彩色数码设备的色彩还原能力的现场评价。实验结果表明, 该评价方法与主观视觉感受吻合较好, 能为低光照度环境下的彩色数码设备色彩还原能力提供一种有 效的评价方法。
彩色数码设备 低光照度 色差 色彩还原能力 color digital equipment low light intensity chromatic aberration color reproduction
1 上海市质量监督检验技术研究院, 上海 201114
2 上海精密计量测试研究所, 上海 201109
实验比较数字移动终端和数码照相机在影像传感器缺陷、白平衡、动态范围、色彩还原、像面亮度均匀度、典型照度下成像性能方面的差异,并对实验数据进行处理分析,得出数字移动终端与数码照相机在成像质量方面的差异,为摄影艺术,特别是商业摄影提供技术借鉴。实验的检测方法主要参照《GB/T 29298-2012数字(码)照相机通用规范》和《YD/T 1607-2007 数字移动终端图像及视频传输特性技术要求和测试方法》。实验结果表明,数字移动终端和数码照相机在白平衡、动态范围、色彩还原、典型照度下成像性能方面存在不同程度的差异。
移动终端 数码照相机 成像 白平衡 色彩还原能力 mobile terminal digital still camera imaging white balance tint reducing power
本文对应用于AMOLED的低功耗色彩还原算法开展研究，提出了一种基于直方图平移的算法。通过直方图平移增大直方图重叠面积，从而得到优良的色彩还原效果。由于采用居中的直方图作为平移基准，在保证色彩还原性能的同时降低了显示屏端功耗。与传统的算法相比，该算法只有加减运算，使得硬件实现的复杂度大大降低。经验证，该算法具有优良的性能表现，其直方图重叠面积(OA)比灰度世界算法高23%，比白点补丁算法高43%。此外，该算法处理所得图像在屏端的显示功耗(PD)是灰度世界算法的96%，是白点补丁算法的73%。
色彩还原 直方图平移 功耗 AMOLED AMOLED color rendition histogram shifting power dissipation
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
在靶场光学测量中为了兼顾目标跟踪测量和实况记录，提出一种使用CMOS相机进行色彩还原的方法。设计了基于该方法的硬件平台，并对软件算法的还原质量进行了定量分析。介绍了基于彩色滤波阵列的Bayer滤波算法原理，并建立了数学模型。介绍了双线性插值算法并分析了算法在图像边缘会造成拉链效应的不足，加入了边缘检测方法以克服该缺点。介绍了基于该算法的硬件平台和软件设计。实验结果表明，基于最高峰值比评价方法，还原效果可提高14%左右，时间性能满足实时性要求。改进的算法可以兼顾实时跟踪测量和实况记录的要求,客观判据和主观观感均表明还原效果较好。
光电经纬仪 Bayer滤波 图像处理 色彩还原 opticelectronic theodolite Bayer filter image processing color reversion
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 中国科学院航空光学成像与测量重点实验室, 吉林 长春 130033
提出了一种适合Bayer彩色序列图像的电子稳像方法。该方法根据Bayer彩色图像特点, 通过色彩还原和RGB至YCbCr颜色空间的变换, 将Bayer彩色图像转换为灰度图像。采用灰度投影算法估计两幅图像之间的运动量; 通过计算灰度图像在水平和垂直方向的投影特征数据, 构造当前图像和参考图像投影数据之间的相关函数; 依据最小误差匹配准则, 估计两幅图像之间的水平和垂直位移量。为解决传统补偿算法在处理奇数运动量时的颜色失真问题, 基于双线性插值算法构建了适合Bayer彩色图像的运动补偿算法。最后, 对Bayer彩色序列样本图像进行了色彩还原和图像稳定实验。结果表明, 本文方法可以实现像元级运动量检测, 运动补偿后的序列图像峰值信噪比优于40 db。实验显示, 本文方法可行且有效,适合Bayer彩色序列图像的运动估计和运动补偿, 可以实现序列图像的稳定输出。
Bayer彩色视频序列图像 电子稳像(EIS) 色彩还原 运动估计 运动补偿 Bayer color video squence image Electronic Image Stabilization (EIS) demosaicing motion estimation motion compensation
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 中国科学院航空光学成像与测量重点实验室,吉林 长春130033
基于Bayer模板的单CCD 相机通过彩色滤波阵列采集图像数据,图像中的每个像素只有红、绿、蓝3种颜色分量中的一种, 为提高图像分辨率, 获取高质量的彩色图像, 需要通过色彩还原方法恢复另外两种颜色分量。线性插值方法算法简单、运算速度快, 在数字图像色彩还原中经常采用。文章结合Bayer模板结构特点, 介绍目前常用的3种色彩还原插值算法, 包括基于像素复制法、双线性插值法和高质量插值法, 分析和讨论了这些算法的思路和性能特点。通过样本图像色彩还原对比实验, 对各种算法进行了图像质量和处理速度性能比较, 结果表明,高质量插值法还原图像细节丰富, 具有最佳的色彩还原性能。文中最后对色彩还原技术的未来发展趋势进行了展望。
Bayer模板 色彩还原 彩色滤波阵列 线性插值 Bayer pattern demosaicing algorithm color filter array linear interpolation
1 北京京东方茶谷电子有限公司,北京 100176
2 京东方科技集团股份有限公司 中央研究院,北京 100016
设计了一款侧光式LED背光源。LED阵列选择长条式设计,用铝基板加工制作。驱动模块采用升压转换器,支持过压保护。控制模块通过单片机产生PWM波对LED灯条进行亮度控制。所设计的背光源电路简单,支持按键式调光,中、大尺寸LED背光源均可借鉴使用。
LED背光 色彩还原性 单片机 LED backlight CCFL CCFL color gamut single-chip microcomputer
1 北京京东方茶谷电子有限公司，北京100176
2 京东方科技集团股份有限公司中央研究院，北京100016
传统的背光源采用的是CCFL，色彩还原性差，含有对人体有害的汞蒸汽。LED 背光源是一种新型的背光源，色彩还原性好，寿命长；不含汞，有利于环境保护。本文设计的直下式LED背光源，单灯电流可精确控制，光学效果良好，支持PWM 调光。中尺寸、大尺寸LED 背光源均可借鉴使用.
发光二极管背光：冷阴极荧光灯 色彩还原性 单片机 LED Backlight CCFL color gamut single-chip microcomputer
