结合主成分分析与正则化多项式的光谱反射率重建方法技术

本发明专利技术公开了一种结合主成分分析与正则化多项式的光谱反射率重建方法，包括以下步骤：1)使用多光谱成像系统采集训练样本的光谱数据；2)利用主成分分析方法对训练样本的光谱数据进行降维，以减少训练样本的光谱数据量；3)由经步骤2)处理得到的训练样本的光谱数据构建训练样本集合，再对训练样本集合进行多项式回归通道响应扩展，然后构建以重建出的光谱反射率与实际值之间误差最小为目标的目标函数，并使用Tikhonov正则化方法向目标函数中加入限制项，最后求解所述目标函数，得重建的光谱反射率，完成结合主成分分析与正则化多项式的光谱反射率重建，该方法能够重建得到准确的光谱反射率。

【技术实现步骤摘要】
结合主成分分析与正则化多项式的光谱反射率重建方法
本专利技术属于数字图像处理领域，涉及一种结合主成分分析与正则化多项式的光谱反射率重建方法。
技术介绍
传统获取物体光谱反射率的方法是利用分光光度计点对点的测量，其工作量非常大，由于人们生活中大多数物体表面的光谱反射率是平滑的，为了高效地得到物体表面的光谱反射率，可以利用多光谱成像系统采集物体在多个通道下的多光谱颜色信息，再使用重建算法高效的重现物体表面连续的光谱，这种方法称为基于多光谱成像技术的光谱反射率重建方法，该方法可以同时从光谱维度和空间维度上获取目标物体的信息。然而，传统色度空间维度只有光谱空间的维度的十分之一，使用光谱反射率来表示颜色时，需要处理大量的光谱数据，使得处理效率低，存储空间增加，因此，在满足重建精度的条件下，可以对大量光谱数据进行数据压缩，以达到光谱降维的效果。目前，常用的光谱数据将维方法有主成分分析方法、独立主成分分析方法和其他改进的相关算法，然而以上方法均不能重建出准确的光谱反射率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种结合主成分分析与正则化多项式的光谱反射率重建方法，该方法能够重本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结合主成分分析与正则化多项式的光谱反射率重建方法，其特征在于，包括以下步骤：1)使用多光谱成像系统采集训练样本的光谱数据；2)利用主成分分析方法对训练样本的光谱数据进行降维，以减少训练样本的光谱数据量；3)由经步骤2)处理得到的训练样本的光谱数据构建训练样本集合，再对训练样本集合进行多项式回归通道响应扩展，然后构建以重建出的光谱反射率与实际值之间误差最小为目标的目标函数，并使用Tikhonov正则化方法向目标函数中加入限制项，最后求解所述目标函数，得重建的光谱反射率，完成结合主成分分析与正则化多项式的光谱反射率重建。

【技术特征摘要】
1.一种结合主成分分析与正则化多项式的光谱反射率重建方法，其特征在于，包括以下步骤：1)使用多光谱成像系统采集训练样本的光谱数据；2)利用主成分分析方法对训练样本的光谱数据进行降维，以减少训练样本的光谱数据量；3)由经步骤2)处理得到的训练样本的光谱数据构建训练样本集合，再对训练样本集合进行多项式回归通道响应扩展，然后构建以重建出的光谱反射率与实际值之间误差最小为目标的目标函数，并使用Tikhonov正则化方法向目标函数中加入限制项，最后求解所述目标函数，得重建的光谱反射率，完成结合主成分分析与正则化多项式的光谱反射率重建。2.根据权利要求1所述的结合主成分分析与正则化多项式的光谱反射率重建方法，其特征在于，步骤1)中的多光谱成像系统为SpectroCamVISCCD单色相机。3.根据权利要求1所述的结合主成分分析与正则化多项式的光谱反射率重建方法，其特征在于，步骤3)的具体操作过程为：1a)获取多光谱相机与配套的i个通道滤光片的通道响应gi，即其中，l(λ)、fi(λ)、o(λ)及s(λ)为照明光源的光谱功率分布函数、多光谱成像系统第i个通道滤光片的透射率、镜头的光谱传递函数以及多光谱相机的光谱敏感函数；2a)用k个彼此正交的单位基向量bi的线性组合将光谱反射率数据集R近似为：其中，B＝[b1,b2,Λ,bk]...

【专利技术属性】
技术研发人员：王慧琴，王可，王展，王伟超，赵丽娟，杨蕾，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61