多光谱图像色彩还原方法及在成像光谱仪中的应用

论文摘要

多光谱图像比普通图像的信息量更为丰富,在普通二维图像之外又含有多维光谱信息。其空间图像维描述目标物体的二维空间特征,光谱维揭示图像每一像元的光谱曲线特征。丰富的信息量使得多光谱图像的应用范围非常广泛,但是多光谱图像是灰度图像,在对其进行操作处理的时候缺少色彩信息,人眼不能够直观的进行观察。为此本课题进行多光谱图像色彩还原,并将其应用于成像光谱摄像仪中。目前大多数色彩还原是像素级融合的假彩色还原,但假彩色只是定性的显示,缺少定量的描述。鉴于上述问题本论文基于CIE 1964三刺激颜色匹配函数（CMFs）进行多光谱图像色彩还原,同时研究了其他色彩还原方法,并且选择平均交叉熵、平均均方根误差、平均峰值信噪比等评估标准评价多光谱图像色彩还原结果。经过比较得出CMFs是最有效的处理方法,并分析了不同因素对多光谱图像色彩还原的影响。进一步提出近红外波段的色彩还原方法,得到可以区分物体色彩特征的还原图像。本论文的软件部分除了完成一般图像处理软件的基本功能之外,还需要进行多光谱图像数据管理、多光谱图像色彩还原处理以及色彩还原结果显示输出等功能。因此,基于VC 6.0++环境下使用面向对象方法开发成像光谱仪多光谱图像色彩还原应用软件,采用一档多视结构进行图像和数据的管理及处理。本应用软件提供了友好的用户操作界面,能够绘制多光谱图像像素值曲线,显示色彩还原结果图。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 多光谱图像色彩还原的意义
• 1.2 多光谱图像色彩还原技术发展现状
• 1.3 论文主要内容
• 2 多光谱图像色彩还原原理
• 2.1 成像光谱仪的结构
• 2.2 基于CMFS 的可见光波段多光谱图像色彩还原方法
• 2.3 基于主分量分析的多光谱图像色彩还原方法
• 2.4 基于分段线性化的可见光波段多光谱图像色彩还原方法
• 2.5 近红外波段的多光谱图像色彩还原方法
• 2.6 多光谱图像色彩还原结果质量评估
• 2.7 本章小结
• 3 多光谱图像色彩还原方法的MATLAB 仿真研究
• 3.1 多光谱图像像素曲线
• 3.2 可见光波段多光谱图像色彩还原仿真结果与分析
• 3.3 影响多光谱图像色彩还原因素的讨论
• 3.4 近红外多光谱图像色彩还原结果分析
• 3.5 本章小结
• 4 成像光谱仪色彩还原软件设计
• 4.1 成像光谱仪色彩还原软件功能需求
• 4.2 多光谱图像色彩还原主要类设计
• 4.3 成像光谱仪色彩还原软件界面
• 4.4 本章小结
• 5 总结与展望
• 致谢
• 参考文献