專利名稱：光譜推斷參數(shù)生成裝置和方法以及光譜推斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)從拍攝被攝體的多譜段照相機輸出的多譜段圖像生成用于推斷所述被攝體的光譜反射率譜的光譜推斷參數(shù)的技術(shù)以及使用所述光譜推斷參數(shù)推斷被攝體的光譜反射率譜的技術(shù)。
背景技術(shù)：
以往，提出了根據(jù)從拍攝被攝體的多譜段照相機輸出的多譜段圖像推斷所述被攝體的光譜反射率譜的方法(專利文獻I)。這種推斷方法按每個多譜段圖像的波段預(yù)先編制變換表，從拍攝被攝體得到的多譜段圖像使用所述變換表變換成反射率，由此推斷被攝體的光譜反射率譜。然而，在上述現(xiàn)有技術(shù)中存在這樣的問題只能根據(jù)譜段數(shù)多的多譜段圖像推斷高精度的光譜反射率譜。這是因為，要測定的各譜段被預(yù)先確定，譜段的位置對于多譜段照 相機和/或被攝體并不是最適合，因此只能根據(jù)有大量譜段數(shù)的多譜段圖像高精度地進行推斷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述課題而實現(xiàn)的，其目的在于根據(jù)少量譜段數(shù)的多譜段圖像也可以高精度地推斷光譜反射率譜。本發(fā)明是為了解決上述課題的至少一部分而實現(xiàn)的，可以作為以下的方式而實現(xiàn)。本發(fā)明的第一方式是光譜推斷參數(shù)生成裝置，其生成光譜推斷參數(shù)，該光譜推斷參數(shù)用于根據(jù)從驅(qū)動波長可變?yōu)V光器而在多個波段的各個拍攝被攝體的多譜段照相機輸出的多譜段圖像，推斷所述被攝體的光譜反射率譜。光譜推斷參數(shù)生成裝置具備初始值設(shè)定部，其對用于確定所述多個波段的譜段指示用數(shù)據(jù)設(shè)定初始值；光譜計測器，其計測關(guān)于多個色卡的各個的光譜分布；照相機輸出計算部，其基于通過所述譜段指示用數(shù)據(jù)確定了所述多個波段時的所述多譜段照相機的光譜靈敏度和來自所述各色卡的光的光譜特性計算照相機輸出信號，所述照相機輸出信號表示按每個所述色卡從所述多譜段照相機輸出的多譜段圖像；參數(shù)候選值計算部，其基于通過所述光譜計測器計測的每個所述色卡的光譜分布和通過所述照相機輸出計算部計算的照相機輸出信號計算所述光譜推斷參數(shù)的候選值；評價函數(shù)控制部，其使所述譜段指示用數(shù)據(jù)從所述初始值開始依次變化以使得評價函數(shù)接近目標值，并求出與所述評價函數(shù)達到了所述目標值時的所述譜段指示用數(shù)據(jù)對應(yīng)的光譜推斷參數(shù)，所述評價函數(shù)定義在通過所述光譜計測器計測的每個所述色卡的光譜分布與基于所述光譜推斷參數(shù)的候選值及所述照相機輸出信號計算的光譜推斷值之間；以及存儲部，其存儲通過所述評價函數(shù)控制部求出的所述光譜推斷參數(shù)和達到了所述目標值時的所述譜段指示用數(shù)據(jù)。根據(jù)第一方式的光譜推斷參數(shù)生成裝置，通過使所述譜段指示用數(shù)據(jù)從初始值開始依次變化，來進行控制以使得評價函數(shù)接近目標值，所述評價函數(shù)定義在通過光譜計測器計測的每個所述色卡的光譜分布與通過推斷求出了光譜分布的光譜推斷值之間。光譜推斷值基于光譜推斷參數(shù)的候選值和照相機輸出信號計算。然后，將與評價函數(shù)達到了所述目標值時的所述譜段指示用數(shù)據(jù)對應(yīng)的光譜推斷參數(shù)和其所述譜段指示用數(shù)據(jù)存儲于存儲部。因此，在由多譜段照相機進行拍攝時，使用存儲部中存儲的譜段指示用數(shù)據(jù)驅(qū)動波長可變?yōu)V光器，以便成為根據(jù)所述譜段指示用數(shù)據(jù)確定的波段(譜段)，進而，在根據(jù)多譜段圖像推斷被攝體的光譜反射率譜時，只要使用存儲部中存儲的光譜推斷參數(shù)，便能夠根據(jù)少譜段數(shù)的多譜段圖像推斷高精度的光譜反射率譜。因此，根據(jù)第一方式的光譜推斷參數(shù)生成裝置，可產(chǎn)生這樣的效果能夠生成可以根據(jù)少譜段數(shù)的多譜段圖像推斷高精度的光譜反射率譜的光譜推斷參數(shù)。在所述第一方式的光譜推斷參數(shù)生成裝置中，也可以設(shè)定為所述評價函數(shù)控制部具有使所述光譜推斷參數(shù)的候選值依次變化的結(jié)構(gòu)。根據(jù)該光譜推斷參數(shù)生成裝置，在評價函數(shù)為非線性的情況下也可以實現(xiàn)評價函數(shù)的最優(yōu)化。因此，可以生成能夠?qū)崿F(xiàn)更高精度的光譜推斷的光譜推斷參數(shù)。 在所述光譜推斷參數(shù)生成裝置中，也可以設(shè)定為所述評價函數(shù)包含使用了顏色匹配函數(shù)的權(quán)重系數(shù)。根據(jù)該光譜推斷參數(shù)生成裝置，可以實現(xiàn)對色差加以考慮了的光譜反射率譜的推斷。在所述第一方式的光譜推斷參數(shù)生成裝置中，也可以設(shè)定為所述評價函數(shù)通過所述光譜推斷值相對于每個所述色卡的光譜分布的誤差的平方范數(shù)而定義。根據(jù)該光譜推斷參數(shù)生成裝置，能夠使光譜推斷值接近每個色卡的光譜分布。本發(fā)明的第二方式是光譜推斷裝置，其根據(jù)從驅(qū)動波長可變?yōu)V光器而在多個波段的各個拍攝被攝體的多譜段照相機輸出的多譜段圖像，推斷所述被攝體的光譜反射率譜。光譜推斷裝置具備推斷裝置側(cè)存儲部，其存儲用于推斷所述被攝體的光譜反射率譜的光譜推斷參數(shù)和用于確定所述多個波段的譜段指示用數(shù)據(jù)；譜段指示部，其通過將存儲于所述推斷裝置側(cè)存儲部的所述譜段指示用數(shù)據(jù)傳送至所述多譜段照相機，對所述多譜段照相機指示要拍攝的多個波段；多譜段圖像取得部，其從所述多譜段照相機取得在所述各波段拍攝的多譜段圖像；以及光譜運算部，其使用存儲于所述推斷裝置側(cè)存儲部的光譜推斷參數(shù)，根據(jù)所述多譜段圖像運算所述光譜反射率譜。根據(jù)第二方式的光譜推斷裝置，能夠指定對于多譜段照相機適合化的波段，并能夠在根據(jù)這樣得到的多譜段圖像運算光譜反射率譜時使用適合化的光譜推斷參數(shù)。因此，能夠用所述光譜推斷裝置根據(jù)多譜段圖像高精度地推斷光譜反射率譜。本發(fā)明的第三方式是生成光譜推斷參數(shù)的方法，該光譜推斷參數(shù)用于根據(jù)從驅(qū)動波長可變?yōu)V光器而在多個波段的各個拍攝被攝體的多譜段照相機輸出的多譜段圖像，推斷所述被攝體的光譜反射率譜。該方法包括對用于確定所述多個波段的譜段指示用數(shù)據(jù)設(shè)定初始值；通過光譜計測器計測關(guān)于多個色卡的各個的光譜分布；基于通過所述譜段指示用數(shù)據(jù)確定了所述多個波段時的所述多譜段照相機的光譜靈敏度和來自所述各色卡的光的光譜特性，計算照相機輸出信號，所述照相機輸出信號表示按每個所述色卡從所述多譜段照相機輸出的多譜段圖像；基于通過所述光譜計測器計測的每個所述色卡的光譜分布和所述照相機輸出信號計算所述光譜推斷參數(shù)的候選值；使所述譜段指示用數(shù)據(jù)從所述初始值開始依次變化以使得評價函數(shù)接近目標值，并求出與所述評價函數(shù)達到了所述目標值時的所述譜段指示用數(shù)據(jù)對應(yīng)的光譜推斷參數(shù)，所述評價函數(shù)定義在通過所述光譜計測器計測的每個所述色卡的光譜分布和基于所述光譜推斷參數(shù)的候選值和所述照相機輸出信號計算的光譜推斷值之間；以及將所述求出的所述光譜推斷參數(shù)和達到了所述目標值時的所述譜段指示用數(shù)據(jù)存儲于存儲部。第三方式的光譜推斷參數(shù)生成方法與第一方式的光譜推斷參數(shù)生成裝置同樣，可產(chǎn)生這樣的效果能夠生成可以根據(jù)少譜段數(shù)的多譜段圖像推斷高精度的光譜反射率譜的光譜推斷參數(shù)。本發(fā)明也能夠以上述各方式以外的各種方式實現(xiàn)。例如，能夠以具備光譜推斷參數(shù)生成裝置與多譜段照相機的新鮮度判定系統(tǒng)的方式實現(xiàn)。例如，本發(fā)明的一種方式可以作為具備初始值設(shè)定部、計測器、第I計算部、第2計算部、控制部、存儲部這6個要素內(nèi)的I個以上要素的裝置實現(xiàn)。即，該裝置可以具有設(shè)定部，也可以不具有。此外，該裝置可以具有計測器，也可以不具有。此外，裝置可以具有第I 計算部，也可以不具有。此外，裝置可以具有第2計算部，也可以不具有。此外，裝置可以具有控制部，也可以不具有。此外，裝置可以具有存儲部，也可以不具有。設(shè)定部，例如可以構(gòu)成為對用于確定多個波段的譜段指示用數(shù)據(jù)設(shè)定初始值。計測器，例如可以構(gòu)成為計測關(guān)于多個色卡的各個的光譜分布。第I計算部，例如可以構(gòu)成為基于通過譜段指示用數(shù)據(jù)確定了多個波段時的多譜段照相機的光譜靈敏度和來自各色卡的光的光譜特性，按每個色卡計算表示從多譜段照相機輸出的多譜段圖像的照相機輸出信號。第2計算部，例如可以構(gòu)成為基于每個色卡的光譜分布和照相機輸出信號計算光譜推斷參數(shù)的候選值。控制部，例如可以構(gòu)成為使譜段指示用數(shù)據(jù)從初始值開始依次變化以使得評價函數(shù)接近目標值并求出與評價函數(shù)達到目標值時的譜段指示用數(shù)據(jù)對應(yīng)的光譜推斷參數(shù)，所述評價函數(shù)定義在每個色卡的光譜分布與基于光譜推斷參數(shù)的候選值及照相機輸出信號計算的光譜推斷值之間。存儲部，例如可以構(gòu)成為存儲光譜推斷參數(shù)和達到目標值時的譜段指示用數(shù)據(jù)的存儲部。這樣的裝置例如能夠作為光譜推斷參數(shù)生成裝置實現(xiàn)，但是也可以作為光譜推斷參數(shù)生成裝置以外的其他裝置實現(xiàn)。根據(jù)這樣的方式，能夠解決裝置的小型化和/或低成本化、省資源化、制造容易化、使用便利性的提高等各種課題中的至少I個。上述的光譜推斷參數(shù)生成裝置的各個方式的技術(shù)特征的一部分或全部均可應(yīng)用于該裝置。進而，例如本發(fā)明的一種方式可以作為具備存儲部、指示部、圖像取得部、運算部這4個要素內(nèi)的I個以上的要素的裝置而實現(xiàn)。即，該裝置可以具有存儲部，也可以不具有。此外，裝置可以具有指示部，也可以不具有。此外，裝置可以具有圖像取得部，也可以不具有。此外，裝置可以具有運算部，也可以不具有。存儲部，例如可以構(gòu)成為存儲用于推斷被攝體的光譜反射率譜的光譜推斷參數(shù)和用于確定多個波段的譜段指示用數(shù)據(jù)。指示部，例如可以構(gòu)成為通過將譜段指示用數(shù)據(jù)傳送至多譜段照相機來對多譜段照相機指示要拍攝的多個波段。圖像取得部，例如可以構(gòu)成為從多譜段照相機取得在各波段拍攝的多譜段圖像。運算部，例如可以構(gòu)成為使用光譜推斷參數(shù)來根據(jù)多譜段圖像運算光譜反射率譜。這樣的裝置例如能夠作為光譜推斷裝置實現(xiàn)，但也能夠作為光譜推斷裝置以外的其他裝置實現(xiàn)。根據(jù)這樣的方式，能夠解決裝置的小型化和/或低成本化、省資源化、制造容易化、使用便利性的提高等各種課題中的至少I個。上述的光譜推斷裝置的各個方式的技術(shù)特征的一部分或全部均可應(yīng)用于該裝置。


圖I是概略地表示作為本發(fā)明的第I實施例的光譜推斷參數(shù)生成裝置的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖2是表示光譜推斷參數(shù)生成處理的流程圖。圖3是概略地表示多譜段照相機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的說明圖。圖4是表示在光譜推斷參數(shù)生成處理的步驟S130執(zhí)行的照相機輸出信號的計算處理的流程圖。圖5是圖式化表示照相機輸出信號的計算處理的前半部分的說明圖。 圖6是圖式化表示照相機輸出信號的計算處理的后半部分的說明圖。圖7是概略地表示光譜圖像處理裝置及其外圍裝置的說明圖。圖8是表示權(quán)重系數(shù)與波長的關(guān)系的曲線圖。圖9是表示第2實施例中的光譜推斷參數(shù)生成處理的流程圖。符號說明10…CPU，12…初始值設(shè)定部，14···照相機輸出計算部，16···參數(shù)候選值計算部，18…評價函數(shù)控制部，30…R0M，40…RAM，60···輸出接口，100…光譜推斷參數(shù)生成裝置，200…光譜計測器，300…監(jiān)視器，400…多譜段照相機，410···透鏡單元，420…波長可變?yōu)V光器，450…光源單元，500…光譜圖像處理裝置，510··· CPU, 512···測定段指示部，514…光譜推斷部，516···檢測/診斷部，530…存儲器，550…輸入輸出接口，600…多譜段照相機，700···顯示裝置，C…監(jiān)視器顯示色光譜特性，ET…濾光器光譜靈敏度，H)…光電二極管光譜靈敏度，M…光譜推斷參數(shù)，D···照相機輸出信號，S…照相機光譜靈敏度，I…光譜分布，F(xiàn)…評價函數(shù)，T…被攝體，BD…中心波長數(shù)據(jù)。
具體實施例方式以下，基于實施例說明本發(fā)明的實施方式。A.第I實施例A-1.光譜推斷參數(shù)生成裝置圖I是概略地表示作為本發(fā)明的第I實施例的光譜推斷參數(shù)生成裝置100的結(jié)構(gòu)的說明圖。如圖所示，光譜推斷參數(shù)生成裝置100與光譜計測器200電連接。光譜推斷參數(shù)生成裝置100具備通過執(zhí)行計算機程序來進行各種處理和/或控制的CPUlO ;存儲計算機程序和/或數(shù)據(jù)、信息的ROM(存儲器、存儲部)30 ;作為臨時數(shù)據(jù)的存放處的RAM40 ;輸入接口(I/F)50 ;以及輸出接口(I/F)60。光譜推斷參數(shù)生成裝置100經(jīng)由輸入接口(I/F)50取得由光譜計測器200計測的光譜分布數(shù)據(jù)。R0M30是存儲各種計算機程序和/或各種數(shù)據(jù)的只讀存儲器。作為計算機程序，預(yù)先存儲有光譜推斷參數(shù)生成處理用的程序。作為各種數(shù)據(jù)，如圖所示，預(yù)先存儲有用于光譜推斷參數(shù)的生成的濾光器光譜靈敏度ET、光電二極管光譜靈敏度H)和監(jiān)視器顯示色光譜特性C的各數(shù)據(jù)。關(guān)于這些ET、PS、C，將在后文詳述。RAM40為可讀寫的存儲器。
CPU10，通過執(zhí)行R0M30中存儲的光譜推斷參數(shù)生成處理用程序，在功能上實現(xiàn)初始值設(shè)定部12、照相機輸出計算部14、參數(shù)候選值計算部16和評價函數(shù)控制部18。通過依次實現(xiàn)各部12 18，CPUlO基于從光譜計測器200得到的光譜分布數(shù)據(jù)生成光譜推斷參數(shù)M，并將該生成的光譜推斷參數(shù)M與中心波長數(shù)據(jù)BD (后述)一起保存在RAM40中。光譜計測器200是公知的設(shè)備，其使來自被計測體的光通過光譜器，并由攝像元件的攝像面承接從光譜器輸出的光譜，由此計測表示所述被計測體對于波長的特性的光譜分布，在此，將被計測體設(shè)定為監(jiān)視器300的畫面。監(jiān)視器300同時在一個畫面顯示多個色卡。各色卡是出射預(yù)定波長范圍(例如可見光380nm 780nm)內(nèi)的不同波段的光的色樣本，例如準備100個或200個。光譜計測器200計測監(jiān)視器300所顯示的每個色卡的光譜分布。另外，監(jiān)視器300可以在畫面上顯示一個或多個(使用的多個色卡中的幾個)色卡。在這種情況下，順序地反復(fù)顯示不同的色卡， 將使用的色卡全部進行顯示。另外，本實施例中多個色卡以監(jiān)視器300的彩色顯示的形式提供，但是也可代之設(shè)定為下述構(gòu)成準備具有各種顏色的比色圖表，通過用光源照射該比色圖表來提供多個色卡。即，在本實施例中，光譜計測器200將監(jiān)視器300發(fā)出的色光作為色卡進行計測，相對于此，在使用比色圖表的情況下，將來自比色圖表的反射光作為色卡進行計測。A-2.光譜推斷參數(shù)生成處理如上文所述，通過由CPUlO執(zhí)行R0M30中存儲的光譜推斷參數(shù)生成處理用程序來實現(xiàn)光譜推斷參數(shù)生成處理。圖2是表示光譜推斷參數(shù)生成處理的流程圖。如圖所示，若處理開始，則CPUlO驅(qū)動光譜計測器200，取得由光譜計測器200計測的光譜分布數(shù)據(jù)I (步驟S110)。使用光譜計測器200的計測，通過用光譜計測器200拍攝監(jiān)視器300上顯示的各個色卡來進行。執(zhí)行了步驟SllO后，CPUlO進行對中心波長數(shù)據(jù)BD設(shè)定初始值的處理，所述中心波長數(shù)據(jù)BD可確定要用多譜段照相機進行拍攝的波段(步驟S120)。為了說明“多譜段照相機”、“中心波長數(shù)據(jù)”，關(guān)于多譜段照相機的結(jié)構(gòu)作如下說明。圖3是概略地表示多譜段照相機400的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的說明圖。如圖所示，多譜段照相機400具備透鏡單元410、波長可變?yōu)V光器420、CCD430、CCDAFE (Analog Front End,模擬前端)440和光源單元450等。透鏡單元410不具備將焦距對準被攝體T (被計測體)的自動對焦機構(gòu)，但是也可采用具有自動對焦機構(gòu)的裝置。波長可變?yōu)V光器420采用可改變透射波段的液晶標準具型(法布里-珀羅型)的濾光器。(XD430是對透射過波長可變?yōu)V光器420的光進行光電變換而得到表示被攝體像的電信號的攝像器件。CCDAFE440是用于將CCD430的檢測信號數(shù)字化的裝置。光源單元450用來照射被攝體T。上述結(jié)構(gòu)的多譜段照相機400由波長可變?yōu)V光器420從外部按順序接受進行拍攝的波段的指示，由此依次改變波長可變?yōu)V光器420的透射波段。這樣，多譜段照相機400能夠以多個波段(多譜段)的靈敏度拍攝被攝體T。返回到圖2，在步驟S120設(shè)定初始值的中心波長數(shù)據(jù)BD，是用來對多譜段照相機400的波長可變?yōu)V光器420進行指示的數(shù)據(jù)，用來確定由多譜段照相機400進行拍攝的多個波段(以下稱為“譜段”)。本實施例中，設(shè)定用中心波長來確定各譜段。作為初始值，準備380nm、385nm、......、780nm、即從380nm開始以5nm間隔到780nm的81個數(shù)據(jù)，將該初始值
設(shè)定為中心波長數(shù)據(jù)BD。另外，中心波長數(shù)據(jù)BD的初始值不必限于上述的81個數(shù)據(jù)，而可以設(shè)定為IOnm間隔的41個數(shù)據(jù)，只要是多個則幾個都可。此外，不必一定是等間隔的數(shù)據(jù)。進而，范圍也不必限于可見光的范圍，而可以設(shè)定為包含380nm IlOOnm這樣的紅外光的范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)。進而，置換利用中心波長確定各譜段的結(jié)構(gòu)，而既可以設(shè)定為利用各譜段的開始點的波長來確定的結(jié)構(gòu)，也可以設(shè)定為利用各譜段的結(jié)束點的波長 來確定的結(jié)構(gòu)。中心波長數(shù)據(jù)BD相當(dāng)于“發(fā)明內(nèi)容”部分中記載的“譜段指示用數(shù)據(jù)”。接著，CPUlO執(zhí)行計算與中心波長數(shù)據(jù)BD相應(yīng)的照相機輸出信號D的處理(步驟S130)。照相機輸出信號D是在使用多譜段照相機400在由中心波長數(shù)據(jù)BD確定的各譜段拍攝被攝體T時得到的多譜段圖像的信號值，通過以下方式求出。圖4是用于詳細說明在步驟S130執(zhí)行的照相機輸出信號D的計算處理的流程圖。如圖所示，若處理轉(zhuǎn)移到該計算處理，則CPUlO進行從R0M30讀出與中心波長數(shù)據(jù)BD相應(yīng)的濾光器光譜靈敏度ET的處理(步驟S132)。具體而言，R0M30中存儲有以380nm到780nm的任意波長(例如，每隔Inm的波長)為中心波長的每個譜段的標準具的靈敏度。在步驟S132，從這多個標準具的靈敏度中選擇出與中心波長數(shù)據(jù)BD的各值對應(yīng)的各標準具的靈敏度，將它們的集合作為濾光器光譜靈敏度ET從R0M30讀出。另外，R0M30中預(yù)先存儲的標準具的各靈敏度是依賴于多譜段照相機400的機型的數(shù)據(jù)，是多譜段照相機400的該機型用的靈敏度。圖5和圖6是圖式化表示步驟S130中的照相機輸出信號D的計算處理的說明圖。在步驟S132從R0M30讀出的濾光器光譜靈敏度ET，由圖5(a)的曲線圖示出。如該圖所示，濾光器光譜靈敏度ET示出從譜段I到譜段m的各波段的靈敏度。m是在步驟S120設(shè)定的初始值所包含的數(shù)據(jù)的個數(shù)即81。譜段I是以380nm為中心的預(yù)定寬度的波段，譜段2是以385nm為中心的預(yù)定寬度的波段，......，譜段m是以780nm為中心的預(yù)定寬度的波段。在執(zhí)行了圖4的步驟S132后，CPUlO進行從R0M30讀出光電二極管光譜靈敏度PD的處理(步驟S134)。光電二極管光譜靈敏度H)是構(gòu)成多譜段照相機400中所具備的CCD230的元件(光電二極管)的靈敏度，如圖5(b)所示，該靈敏度隨著波長加大而增大。另外，R0M30中存儲的光電二極管光譜靈敏度H)是依賴于多譜段照相機400的機型的數(shù)據(jù)，是多譜段照相機400的該機型用的靈敏度。接著，CPUlO對在步驟S132讀出的濾光器光譜靈敏度ET乘以在步驟S134讀出的光電二極管光譜靈敏度PD，由此求出多譜段照相機400的光譜靈敏度(以下稱為“照相機光譜靈敏度”)S (步驟S136)。另外，照相機光譜靈敏度S也依賴于多譜段照相機400的機型。這樣得到的照相機光譜靈敏度S是將圖5(a)和圖5(b)相乘而得到的，因此成為圖5(c)所示的特性。這樣的照相機光譜靈敏度S能夠如下式(I)所示表示為將mXn的矩陣轉(zhuǎn)置而得到的矩陣，此外，能夠如下式(2)所示進行表示。這里，m如上所述為譜段數(shù)，η為監(jiān)視器300所顯示的色卡數(shù)。數(shù)學(xué)式I
權(quán)利要求
1.一種光譜推斷參數(shù)生成裝置，其生成光譜推斷參數(shù)，該光譜推斷參數(shù)用于根據(jù)從驅(qū)動波長可變?yōu)V光器而在多個波段的各個拍攝被攝體的多譜段照相機輸出的多譜段圖像，推斷所述被攝體的光譜反射率譜，所述光譜推斷參數(shù)生成裝置具備 初始值設(shè)定部，其對用于確定所述多個波段的譜段指示用數(shù)據(jù)設(shè)定初始值； 光譜計測器，其計測關(guān)于多個色卡的各個的光譜分布； 照相機輸出計算部，其基于通過所述譜段指示用數(shù)據(jù)確定了所述多個波段時的所述多譜段照相機的光譜靈敏度和來自所述各色卡的光的光譜特性計算照相機輸出信號，所述照相機輸出信號表示按每個所述色卡從所述多譜段照相機輸出的多譜段圖像； 參數(shù)候選值計算部，其基于通過所述光譜計測器計測的每個所述色卡的光譜分布和通過所述照相機輸出計算部計算的照相機輸出信號計算所述光譜推斷參數(shù)的候選值； 評價函數(shù)控制部，其使所述譜段指示用數(shù)據(jù)從所述初始值開始依次變化以使得評價函數(shù)接近目標值，并求出與所述評價函數(shù)達到了所述目標值時的所述譜段指示用數(shù)據(jù)對應(yīng)的光譜推斷參數(shù)，所述評價函數(shù)定義在通過所述光譜計測器計測的每個所述色卡的光譜分布與基于所述光譜推斷參數(shù)的候選值及所述照相機輸出信號計算的光譜推斷值之間；以及存儲部，其存儲通過所述評價函數(shù)控制部求出的所述光譜推斷參數(shù)和達到了所述目標值時的所述譜段指示用數(shù)據(jù)。
2.權(quán)利要求I所述的光譜推斷參數(shù)生成裝置，其中 所述評價函數(shù)控制部具有使所述光譜推斷參數(shù)的候選值依次變化的結(jié)構(gòu)。
3.權(quán)利要求I所述的光譜推斷參數(shù)生成裝置，其中 所述評價函數(shù)包含使用了顏色匹配函數(shù)的權(quán)重系數(shù)。
4.權(quán)利要求廣3中任一項所述的光譜推斷參數(shù)生成裝置，其中 所述評價函數(shù)通過所述光譜推斷值相對于每個所述色卡的光譜分布的誤差的平方范數(shù)而定義。
5.一種光譜推斷裝置，其根據(jù)從驅(qū)動波長可變?yōu)V光器而在多個波段的各個拍攝被攝體的多譜段照相機輸出的多譜段圖像，推斷所述被攝體的光譜反射率譜，具備 推斷裝置側(cè)存儲部，其存儲用于推斷所述被攝體的光譜反射率譜的光譜推斷參數(shù)和用于確定所述多個波段的譜段指示用數(shù)據(jù)； 譜段指示部，其通過將存儲于所述推斷裝置側(cè)存儲部的所述譜段指示用數(shù)據(jù)傳送至所述多譜段照相機，對所述多譜段照相機指示要拍攝的多個波段； 多譜段圖像取得部，其從所述多譜段照相機取得在所述各波段拍攝的多譜段圖像；以及 光譜運算部，其使用存儲于所述推斷裝置側(cè)存儲部的光譜推斷參數(shù)，根據(jù)所述多譜段圖像運算所述光譜反射率譜。
6.一種光譜推斷參數(shù)生成方法，其生成光譜推斷參數(shù)，該光譜推斷參數(shù)用于根據(jù)從驅(qū)動波長可變?yōu)V光器而在多個波段的各個拍攝被攝體的多譜段照相機輸出的多譜段圖像，推斷所述被攝體的光譜反射率譜，所述光譜推斷參數(shù)生成方法包括 對用于確定所述多個波段的譜段指示用數(shù)據(jù)設(shè)定初始值； 通過光譜計測器計測關(guān)于多個色卡的各個的光譜分布； 基于通過所述譜段指示用數(shù)據(jù)確定了所述多個波段時的所述多譜段照相機的光譜靈敏度和來自所述各色卡的光的光譜特性，計算照相機輸出信號，所述照相機輸出信號表示按每個所述色卡從所述多譜段照相機輸出的多譜段圖像； 基于通過所述光譜計測器計測的每個所述色卡的光譜分布和所述照相機輸出信號計算所述 光譜推斷參數(shù)的候選值； 使所述譜段指示用數(shù)據(jù)從所述初始值開始依次變化以使得評價函數(shù)接近目標值，并求出與所述評價函數(shù)達到了所述目標值時的所述譜段指示用數(shù)據(jù)對應(yīng)的光譜推斷參數(shù)，所述評價函數(shù)定義在通過所述光譜計測器計測的每個所述色卡的光譜分布和基于所述光譜推斷參數(shù)的候選值和所述照相機輸出信號計算的光譜推斷值之間；以及 將所述求出的所述光譜推斷參數(shù)和達到了所述目標值時的所述譜段指示用數(shù)據(jù)存儲于存儲部。
全文摘要
本發(fā)明公開了光譜推斷參數(shù)生成裝置和方法以及光譜推斷裝置，該光譜推斷參數(shù)生成裝置和方法利用光譜計測器計測多個色卡的光譜分布，對多譜段照相機的譜段指示用數(shù)據(jù)設(shè)定初始值，基于通過譜段指示用數(shù)據(jù)確定時的照相機的光譜靈敏度和來自各色卡的光的光譜特性計算照相機輸出信號，根據(jù)每個色卡的光譜分布和照相機輸出信號計算光譜推斷參數(shù)的候選值，使譜段指示用數(shù)據(jù)從初始值開始依次變化以使得評價函數(shù)接近目標值，求出并存儲達到目標值時的光譜推斷參數(shù)，所述評價函數(shù)定義在每個色卡的光譜分布與根據(jù)光譜推斷參數(shù)的候選值及照相機輸出信號計算的光譜推斷值之間。
文檔編號G01J3/28GK102788642SQ20121015494
公開日2012年11月21日 申請日期2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月20日
發(fā)明者荒井佳文 申請人:精工愛普生株式會社