一种平面式文物光谱图像获取方法

摘要

本发明公开了一种平面式文物光谱图像获取方法，包括搭建六通道宽带光谱成像系统并进行特性化标定；选定平面式文物需要进行光谱图像采集的区域A，利用均匀灰卡对区域A进行光照均匀性标定，并选定M个颜色测量点；利用光谱成像系统采集区域A的数字响应值D(A)，对D(A)进行暗电流去噪、线性化校正和光照不均匀性校正，提取M个测量点的六通道数字响应均值D(M)；利用非接触式测量设备测量获得M个测量点的光谱数据P(M)，利用光谱重建方法计算D(M)与P(M)转换矩阵Q；利用转换矩阵Q对六通道数字响应值D(A)进行光谱重建，通过光谱反射率值非负（>0）强制约束策略，获得区域A的光谱图像P(A)。本发明能准确、快速、无损地获得平面式文物光谱图像。

主权项

一种平面式文物光谱图像获取方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：搭建六通道宽带光谱成像系统，六通道宽带光谱成像系统由高分辨率RGB数码相机与两片宽带滤光片组成，其中数码相机存储图像的位深B≥12bit；步骤2：对六通道宽带光谱成像系统的暗电流水平进行标定，获得成像系统的暗电流噪声D_dark；对六通道宽带光谱成像系统各通道的光电响应特性进行标定，建立数码相机光通量与数字响应值之间的光电响应特性关系；步骤3：针对需要进行光谱图像采集的平面式文物，选定需要获取光谱图像的区域A，在区域A内选定M个颜色测量点，要求M个测量点能代表文物画面中所有颜色，且20≤M≤30；步骤4：利用六通道宽带光谱成像系统对区域A内的光照不均匀性进行标定，采用均匀灰板以近距离平行不接触方式遮挡住区域A，利用数码相机拍摄记录均匀灰板数字响应值矩阵D_gray，完成对区域A光照不均匀性的标定，标定过程做暗电流噪声去除处理；步骤5：利用六通道宽带光谱成像系统对区域A进行数据采集，得到区域A的六通道数字响应值D(A)；步骤6：利用步骤2中获得的成像系统的暗电流噪声D_dark，对步骤5中得到的区域A的六通道数字响应值D(A)进行暗电流噪声校正，即用D(A)的两幅三通道数字图像分别直接减去暗电流噪声D_dark三通道数字图像；步骤7：对暗电流噪声校正后的区域A的六通道数字响应值D(A)进行线性化校正；步骤8：利用步骤4中对区域A光照不均匀性的标定结果，对暗电流噪声校正后区域A的六通道数字响应值D(A)进行光照不均匀性校正；步骤9：针对步骤3中在区域A内选定的M个颜色测量点，提取区域A内M个颜色测量点的六通道数字响应值D(M)，利用非接触式光谱测量系统对M个测量点进行光谱测量，获得M个测量点的光谱数据集P(M)；步骤10：针对步骤9中获得M个测量点的六通道数字响应值D(M)和光谱数据集P(M)，采用伪逆或主成分分析光谱重建方法计算六通道数字响应值D(M)与光谱数据集P(M)转换矩阵Q；求出转换矩阵Q之后，进行光谱反射率的重建；步骤11：结合光谱反射率值非负(>0)强制约束策略，利用转换矩阵Q对六通道数字响应值D(A)进行光谱重建，获得区域A的光谱图像P(A)，完成平面式文物区域A光谱图像的获取工作。