作者单位
摘要
浙江大学光电科学与工程学院现代光学仪器国家重点实验室,浙江 杭州 310027
现有的颜色恒常性算法在常规场景中通常能获得准确、稳定的光源颜色估计结果,但在内容单一、具有大面积单一颜色表面的低颜色复杂度场景中仍有较大概率出现超容限的估测误差。利用设置于摄影镜头旁的环境光传感器,提出一种应用环境光传感器的颜色恒常性算法。首先建立传感器置信度评估模型,然后针对不同置信度设计基于颜色空间转换与基于传感器辅助中性色像素提取的两种光源颜色估计方法。此外,还建立包含传感器测量结果的数据集。测试结果表明,相比现有具有最高精度的同类算法,所提算法的角度误差均值、中位数、最差25%均值分别下降32%、21%、41%。所提算法应用于常规场景和低颜色复杂度场景时均具有优势。
视觉光学 颜色恒常性 光源颜色估计 环境光传感器 中性色像素提取 低颜色复杂度场景 
光学学报
2023, 43(14): 1433001
作者单位
摘要
北京理工大学光电学院颜色科学与工程国家专业实验室, 北京 100081
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中的分度实验, 18名视觉正常的观察者参与实验, 所有观察者对算法校正结果打分的平均值介于良好和优秀之间, 可以满足实际使用需求; 沿着平均色温线的方向, 观察者所允许的光源色度差异较其它方向稍大; 在图像中包含大面积记忆色时, 当光源色度差异向使记忆色饱和度增大的方向偏移时, 此时观察者所容忍的色度差异变大。 由客观和心理物理学实验结果可知, 所提出的算法可以在拍摄光源未知, 且没有标板的情况下, 较好的对光谱成像中的图像颜色恒常性进行处理, 为光谱图像的颜色高保真再现打下基础。
光谱成像 相机 颜色复现 颜色恒常性 Spectral imaging Camera Color reproduction Color constancy 
光谱学与光谱分析
2023, 43(4): 1004
作者单位
摘要
辽宁科技大学计算机与软件工程学院, 辽宁 鞍山 114051
给定物体三刺激值, 重建物体反射率在跨媒体颜色复制领域有着重要应用。 常见的重建反射率算法包括基向量法、 维纳估计法、 加权伪逆方法等, 这些方法大多都是为了建立由低维度三刺激值或者RGB向高维度光谱反射率的映射关系, 以重建的反射率与原始反射率的接近程度为评价指标, 并且需要光谱反射率数据进行训练。 但是很多工业领域在产品设计时都需要考虑到颜色恒常性(CII)问题, 以保证产品颜色在不同光照条件下具有相近的颜色表现。 光谱反射率是决定物体颜色恒常的重要属性, 为解决重建反射率进行颜色复现后产生颜色恒常性问题, Takahama 和Nyatani提出具有颜色恒常性的线性规划光谱反射率重建方法, 测试结果发现该方法重建的反射率呈现出类似“台阶”的形状, 与实际物体色反射率差别太大。 之后, Berns等在Takahama和Nyatani算法基础上, 增加了色相角等约束, 但重建出的反射率波动太大。 Li和Luo提出具有光滑约束的二次规划颜色恒常性重建反射率算法, 重建的反射率具有光滑性, 比较接近实际物体色的反射率。 提出一种非线性约束优化方法重建物体反射率, 使之具有良好的颜色恒常性和光滑性。 文中使用标准Munsell色卡中1 560个色块测量的反射率数据集对新算法进行测试, 并与其他方法进行比较。 结果表明, 该方法不仅在重建反射率的颜色恒常性指标上远比Takahama和Nyatani方法, Berns等的方法以及Li和Luo的方法要好, 而且重建反射率与原始反射率接近程度指标: 均方根误差(RMSE)和拟合优度系数(GFC)也好于其他方法。 因此该新方法对重建反射率时具有颜色恒常性要求的行业有着重要的应用价值。
光谱反射率重建 颜色变换指数 非线性规划 色适应变换 颜色恒常性 Spectral reflectance reconstruction Color inconstancy index Nonlinear programming Chromatic adaptation transform Color constancy 
光谱学与光谱分析
2022, 42(4): 1044
王晓琦 1,2赵宣植 1,2,*刘增力 1,2
作者单位
摘要
1 昆明理工大学信息工程与自动化学院,云南 昆明 650500
2 昆明理工大学云南省人工智能重点实验室,云南 昆明 650500
针对水下光学图像出现的颜色衰减、表面模糊和光照不均匀等现象,提出了一种基于颜色恒常性和多尺度小波的水下光学图像增强算法。首先,采取灰度世界假设补偿衰减通道,利用颜色恒常性自适应调整图像全局亮度和对比度以有效校正色偏;其次,结合多尺度小波分解特性,采取基于形态学开运算改进的暗通道透射率移除低频雾霾现象,使用软阈值降低高频噪声;然后,利用二维伽马函数自适应校正不均匀光照,使用锐化提高边缘细节;最后,定义融合输入图像即伽马校正图像和锐化图像的权重图,并通过多尺度融合获得增强图像。实验结果表明,所提算法可有效平衡水下光学图像的色度和亮度,显著提高图像清晰度和细节信息;同时应用测试显示,该算法在特征匹配、弱光条件和边缘检测方面的表现出色。
海洋光学 水下光学图像 图像增强 颜色恒常性 多尺度小波 
激光与光电子学进展
2022, 59(16): 1601002
作者单位
摘要
北京印刷学院信息工程学院, 北京 102600
颜色恒常性是实现目标检测、三维物体重建、自动驾驶等计算机视觉任务的重要前提。为充分利用图像中不同尺度的特征信息估计光源,提出渐进式多尺度特征级联融合颜色恒常性算法,通过三个卷积网络分支从不同尺度提取图像中的特征信息,通过特征融合得到更加丰富的特征信息,通过级联方式将图像中的浅层边缘信息和深层细粒度特征信息进行融合,提高了颜色恒常性算法的精确性。渐进式网络结构基于加权累计角度误差损失函数提高了算法在面对极端场景光照下光源估计的鲁棒性。在重处理的ColorChecker和NUS-8数据集上的实验结果表明,本文算法在各项评价指标上均优于目前的颜色恒常性算法,可应用于需要进行颜色恒常性预处理的其他计算机视觉任务。
视觉光学 颜色恒常性 光源估计 多尺度 特征融合 加权累加损失 
光学学报
2022, 42(5): 0533002
作者单位
摘要
1 太原理工大学信息与计算机学院, 山西 太原 030024
2 北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室, 北京 100081
3 高知工科大学信息学院/综合研究所视觉·感性合并重点研究室, 日本 香美 782-8502;
受同色异谱影响,在测试光源下会有多种颜色对应参考光源下的某一颜色,这给颜色恒常性的形成带来了挑战。为了研究同色异谱在二维模拟场景下对颜色恒常性的影响,对CRT显示器上进行的非对称颜色匹配实验所获得的数据在同色异谱背景下进行了分析。结果显示:各测试光源下Munsell色卡上的颜色恒常性指数与其对应的同色异谱指数之间几乎不存在相关性;观察者的匹配色度值更接近基于传统完全颜色恒常性计算的理论色度值,而不是基于同色异谱体计算的质心色度值。结果表明,观察者在测试光源下的匹配结果受色卡对应的同色异谱程度的影响较小,观察者在匹配时会寻找更接近标准色卡的光谱反射比所对应的色度值,而不是同色异谱体的质心色度值。
视觉光学 颜色恒常性 同色异谱 非对称颜色匹配 二维模拟场景 
光学学报
2021, 41(18): 1833001
作者单位
摘要
北京印刷学院信息工程学院, 北京 102600
颜色恒常性是实现识别、分割和三维物体重建等视觉任务的重要前提。为使计算机视觉系统具有颜色恒常性感知功能,提出多通道特征置信度加权网络,在减少网络层数和模型参数的同时充分提取图像中的特征;通过多通道置信度加权方法利用每个通道中可以为光源估计提供更多信息的特征准确估计出全局场景光源。在基于重处理的ColorChecker和NUS-8数据集上的实验结果表明,本文算法通过对特征从多通道进行置信度加权,在各项评价指标上均优于目前的颜色恒常性算法,提高了算法的精确性和稳健性,可应用于需要进行色彩校正的计算机视觉任务。
视觉光学 颜色恒常性 光源估计 多通道置信度加权 轻量级网络 
光学学报
2021, 41(11): 1133002
作者单位
摘要
华侨大学信息科学与工程学院, 福建 厦门 361021
提出了一种基于颜色恒常性的图像背景虚化算法。首先,利用颜色恒常性检测图像中的光照情况,构建朗伯表面模型。然后,计算最大遮蔽物像素差值与最大局部像素差值,并利用软抠图算法获取图像深度图,对其进行灰度值分割,得到图片的前景与背景部分。最后,利用高斯滤波对图像的背景进行虚化处理。本方法能准确获取单目图像的前景与背景图像,且虚化效果明显。
图像虚化 深度图 颜色恒常性 软抠图算法 高斯滤波 
激光与光电子学进展
2020, 57(8): 081001
作者单位
摘要
1 北京理工大学深圳研究院, 广东 深圳 518057
2 太原理工大学信息与计算机学院, 山西 太原 030024
3 北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室, 北京 100081
基于视觉心理物理学实验研究RGB-LED光源下的颜色恒常性。实验中,观察者分别在白色和红、绿、蓝、黄4种彩色的RGB-LED光源下对240个孟塞尔(Munsell)色卡进行颜色分类。实验结果表明,从白光变化到红色和绿色光源时,颜色恒常性在各颜色类别上表现均较好,与传统宽带光源下的表现接近;变化到蓝色光源时,颜色恒常性在棕、红、黄和橙色类别上表现较差;变化到黄色光源时,颜色恒常性在棕、红和橙色类别上表现较差。总体来说,红色和绿色光源下的颜色恒常性比蓝色和黄色光源下的恒常性好。实验结果可为RGB-LED光源在实际中的设计和应用提供参考。
视觉光学 颜色恒常性 红绿蓝发光二极管光源 颜色视觉 
光学学报
2019, 39(9): 0933001
作者单位
摘要
合肥工业大学计算机与信息学院, 安徽 合肥 230009
复杂和多光照场景下的光照估计是颜色恒常性计算的难点和热点。提出一种对数域中基于实例学习的光照估计方法。通过分析光照对图像色度的影响,提取对数色度直方图作为光照一致性特征,在实例学习框架下,根据特征相似的已知光照实例估计目标场景光照。算法分割原始图像为多个光照均匀场景,分区域估计局部光照,并融合得到整幅图像的全局光照信息。在多组单光照和多光照数据集上的实验结果表明,相较于其他先进方法,本文方法在不同数据集上的光照估计误差中位数降低了5%~14%,精度更高且稳健性更好。
视觉光学 颜色恒常性 光照估计 对数色度直方图 实例学习 色彩校正 
光学学报
2018, 38(2): 0233001

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