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专利号: 2020105015579
申请人: 武汉纺织大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种面向开放测量环境应用的光谱测量方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,在参考测量环境下,拍摄训练样本集和参考白板数字图像,提取其各自raw响应值;

步骤2,利用测量系统和训练样本集,计算光谱估计矩阵Q;

步骤3,在开放测量环境下,拍摄测量对象和参考白板数字图像,提取其各自raw响应值;

步骤4,利用参考白板raw响应值,计算校正矩阵M;

步骤4中,校正矩阵M的计算方法如下:以dwhite,ref表示参考测量环境下参考白板的raw响应值,以dwhite,test表示开放测量环境下参考白板的raw响应值,则按照式三计算得到校正矩阵M,M=diag(dwhite,ref./dwhite,test)   式三其中,diag为矩阵或向量对角化变换函数,‘./’表示矩阵或向量中的元素相除计算,M为K×K的对角矩阵,K为测量系统的通道数;

步骤5,利用校正矩阵M,校正测量对象的raw响应值;

步骤6,利用光谱估计矩阵Q,估计测量对象的光谱;

步骤7,完成光谱测量,得到测量对象光谱数据。

2.根据权利要求1所述的一种面向开放测量环境应用的光谱测量方法,其特征在于:步骤2中,训练样本集中训练样本的光谱数据为已知数据,采用分光光度计测量获得,光谱估计矩阵Q的计算方法如下:以Rtrain表示训练样本集的光谱数据矩阵,以Dtrain表示训练样本集的raw响应值矩阵,利用最小二乘法进行计算光谱估计矩阵Q,其计算方法如式一所示,其中上标‘+’表示伪逆算子,+

Q=Rtrain(Dtrain)  式一。

3.根据权利要求1所述的一种面向开放测量环境应用的光谱测量方法,其特征在于:步骤2中,若测量系统为基于单幅RGB图像的光谱测量系统,即训练样本集的raw响应值为三通道数据,则需要对其进行多项式扩展,以三阶多项扩展为例,其扩展形式如式二所示:

2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3

dexpanded=[1 r g b rg rb gb r g b rg rg rb rb gb gb r g b]   式二其中,r、g和b为每个训练样本的R通道、G通道和B通道的raw响应值,dexpanded表示raw响应值的扩展响应向量,用于构成练样本集的响应值矩阵Dtrain;若测量系统为多通道式光谱测量系统,则不执行式二所示的响应值扩展处理。

4.根据权利要求3所述的一种面向开放测量环境应用的光谱测量方法,其特征在于:步骤5中,利用校正矩阵M对测量对象的raw响应值校正方法如式四所示:dtest2train=dtest·M  式四

其中,dtest表示测量对象的raw响应值,dtes2traint表示校正后的测量对象的raw响应值。

5.根据权利要求4所述的一种面向开放测量环境应用的光谱测量方法,其特征在于:步骤6中,测量对象的光谱估计方法如式五所示,rtest,est=Q·dtest2train   式五

其中,rtest,est表示通过光谱估计得到的测量对象的光谱数据,同理,若测量系统为基于单幅RGB图像的光谱测量系统,由式四计算得所到的dtes2traint在用于式五之前,要按照式二进行同样阶数的多项扩展,若测量系统为多通道式光谱测量系统,则不执行式二所示的响应值扩展处理。