基于岭回归的四带图像偏色校正算法研究

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对于在可见光范围拍摄的图像中混入近红外光引起的图像偏色问题,传统监控系统采用机械切换的红外截止滤镜来实现日夜拍摄模式的切换,但这容易产生机械故障,影响成像。针对这个问题,本文在不改变原来CCD或CMOS传感器的基础上,采用850nm双峰滤镜替代传统机械切换红外滤镜,夜晚可以利用850nm近红外光成像;白天除了可见光成像,还存在850nm近红外光干扰成像颜色,本文称这样的偏色图像为四带图像。为解决红外干扰造成的四带图像偏色问题,本文抛弃传统红外干扰图像偏色校正分析方法,而是根据人眼颜色视觉特性,分析成像设备的图像传感器获取四带图像过程来校正。结合四带图像的定义,本文指出造成四带图像偏色的其中一个重要因素是850nm近红外光已经超出传感器原有的可见光波段光谱响应函数表达范围,其通过光谱响应函数后会得到不符合人眼感知颜色特性的响应,并且把响应值分别叠加在R、G、B三个通道上,造成图像偏色。针对造成四带图像偏色的因素,采用控制变量法,搭建三带图像和四带图像成像环境,然后构建三带图像和四带图像之间的回归关系。通过岭回归的彩色定标方法获取色彩校正矩阵,弥补相机图像传感器的光谱响应函数对850nm近红外光错误的响应,从而达到对四带图像偏色校正的目的。实验表明,该方法可以对不同光照环境下的不同四带图像有良好的校正效果,这对于受红外光影响的图像偏色校正有一定的参考价值。
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