LED光源与多光谱成像：快速物体颜色测量新方法

"一种基于光谱可调LED光源和多光谱成像技术的物体表面颜色测量方法" 本文提出了一种创新的物体表面颜色测量方法，它利用光谱可调LED光源和多光谱成像技术，有效解决了传统颜色测量系统的不足，如计算量大、操作复杂、成本高等问题。该系统由LED主动照明光源和黑白高速相机构建，通过多个单色LED组合来模拟出特定的光谱分布，这个分布与相机的光谱灵敏度曲线呈倒数关系。 在传统的多光谱成像颜色测量中，光谱反射率重建算法通常需要大量的计算，且需要使用滤光片，这不仅增加了操作难度，也延长了测量时间。而本研究中的新方法则避免了这些复杂步骤，采用黑白相机的输出响应直接重建物体的光谱反射率，简化了算法，提高了效率。 实验结果显示，与标准的分光光度计测量结果对比，该方法在测量Macbeth ColorChecker 24标准色卡的光谱反射率时，平均误差仅为2.3个CIELAB色差，表明其测量精度相当高。CIELAB色差是一种衡量颜色差异的常用标准，2.3的误差值意味着颜色匹配程度非常高。 该系统的主要优点在于其简洁的设计和高效的运算。由于不需要滤光片，降低了硬件成本，同时由于采用了简单的光谱反射率重建算法，使得整个测量过程更为快速。此外，LED光源的使用使得照明可控，可以根据需要调整光源的光谱特性，适应不同物体的颜色测量需求。 这一技术在视觉光学和颜色测量领域具有广泛的应用前景，可以用于产品颜色质量控制、材料颜色分析、艺术作品色彩复原等多个场景。通过精确的颜色测量，可以确保产品的颜色一致性，提高生产效率，同时也有助于科学研究和技术开发。 关键词：视觉光学，颜色测量，光谱反射率重建，LED光源拟合，主动照明光源，多光谱成像系统 总结起来，这篇研究提供了一种基于光谱可调LED光源和多光谱成像的新颜色测量方法，它通过优化设计和算法，实现了高精度、低成本和快速的颜色测量，对于颜色科学和技术的发展具有重要的推动作用。