[发明专利]一种利用多光谱图像进行彩色相机辐射定标的方法

权利要求书

1.一种利用多光谱图像进行彩色相机辐射定标的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)采集并配准彩色(RGB)图像Z和多光谱图像Y，通过式(1)构建彩色图像Z的光谱域退化观测模型；

g(Z)＝RY (1)

其中，g(·)和R分别为待求的逆相机响应函数和光谱敏感函数；

(2)在多光谱图像Y样本中选取K_Φ个本征谱，得到本征谱集合Φ；所述本征谱的选取以迭代的方式进行，策略为新选取的本征谱需尽可能与已选取的本征谱不同；

(3)使用得到的本征谱集合Φ线性表示在多光谱图像Y中的每一个像素谱y_i，对应的线性系数为ξ_i；将线性系数组合成一个稀疏的系数矩阵N，从而多光谱图像Y可以被自身表象为Y＝YN；

(4)通过逆相机响应函数g(·)的作用，可得知存在于多光谱图像Y中的本征线性关系在彩色图像Z中仍然成立，即g(Z)＝g(Z)N，逆相机响应函数的初始解g₀(·)根据该性质求解，使其满足g₀(Z)＝g₀(Z)N；

(5)构建基于光谱域退化模型的迭代求解框架，以步骤(4)得到的逆相机响应函数g₀(·)作为迭代初始值，通过式(2)、式(3)按顺序交替迭代求解，最终估计出彩色相机的光谱敏感函数R和逆相机响应函数g(·)；

其中，ψ_R(R)和ψ_g(g)分别是关于光谱敏感函数R和逆相机响应函数g(·)的解空间的先验约束。

2.根据权利要求1所述一种利用多光谱图像进行彩色相机辐射定标的方法，其特征在于，逆相机响应函数的求解形态是由g(·)曲线在(0,1)内的离散采样点构成的向量，而g(·)函数的映射功能是用基于采样点之间的插值操作实现。

3.根据权利要求1所述一种利用多光谱图像进行彩色相机辐射定标的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，采用线性回归法根据下式求解线性系数ξ_i：

其中，使用了稀疏约束以防止在求解过程中出现矩阵奇异，η为误差的容许度参数。

4.根据权利要求1所述一种利用多光谱图像进行彩色相机辐射定标的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，采用基于内点法的非线性规划算子根据下式求解初始解g₀(·)：

初始解的解空间被约束在由基矩阵Ω的列向量构成的线性空间内；基矩阵Ω通过对逆相机响应函数的样本集采用主成分分析法训练得到。

5.根据权利要求1所述一种利用多光谱图像进行彩色相机辐射定标的方法，其特征在于，所述步骤(5)中，采用増广拉格朗日法分别根据下式求解R和g(·)：

其中，在求解光谱敏感函数时添加二阶光滑约束，在求解逆相机响应函数时增加一阶单调递增约束，λ_R为光滑度容许参数。