專利名稱：根據(jù)單個(gè)圖像的輻射度校準(zhǔn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
下面描述的不同實(shí)施例主要涉及圖像處理，尤其涉及但并非專門涉及圖像的輻射度校準(zhǔn)。
背景技術(shù)：
在某些應(yīng)用中，需要校準(zhǔn)圖像捕捉設(shè)備(如數(shù)碼照相機(jī))，以使圖像的色彩(如測量的色彩)能更精確地對(duì)應(yīng)于由圖像捕捉設(shè)備(這里也簡稱為設(shè)備)接收到的實(shí)際色彩(如景物的輻射強(qiáng)度)。
圖1(現(xiàn)有技術(shù))示出系統(tǒng)100的例子，它包括具有響應(yīng)函數(shù)104的數(shù)碼照相機(jī)102。數(shù)碼照相機(jī)102在工作時(shí)捕捉景物106的圖像(通過其景物輻射強(qiáng)度)，并輸出用于形成數(shù)字圖像108的測量色彩。數(shù)字圖像108的測量色彩與響應(yīng)函數(shù)104的景物輻射強(qiáng)度(也稱作輻射度響應(yīng))有關(guān)。一般而言，響應(yīng)函數(shù)104是非線性的，且依賴于照相機(jī)。此外，即使照相機(jī)是相同型號(hào)，響應(yīng)函數(shù)也可以是不同的。
照相機(jī)102可通過找到響應(yīng)函數(shù)104的“逆”而被校準(zhǔn)，以使理想上，測量色彩將被映射到確切匹配景物輻射強(qiáng)度的色彩中。在一種類型的方法中，用戶拍攝“參考”色彩景物的圖像(如具有已知色彩區(qū)域)，以使由照相機(jī)102輸出的測量色彩可與實(shí)際色彩相比較。這樣，這種類型的方法需要“參考”的圖像。在另一種方法中，需要景物的幾個(gè)圖像。在一個(gè)特定的方法中，在不同精確已知的曝光設(shè)置下拍攝圖像序列，所有的圖像均被注冊(cè)(即，用照相機(jī)的位置拍攝，且景物未被改變)。
然而，這些傳統(tǒng)的方法有這樣的缺點(diǎn)，即在某些場景中，由照相機(jī)捕捉的“參考”圖像或具有不同曝光設(shè)置的注冊(cè)圖像序列都不可用。例如，在某些場景中，僅有圖像是可用的，而不知道用于捕捉該圖像的照相機(jī)和曝光設(shè)置。

發(fā)明內(nèi)容
依照所描述的各個(gè)實(shí)施例的各個(gè)方面，提供了用于根據(jù)單個(gè)圖像進(jìn)行輻射度校準(zhǔn)的系統(tǒng)和方法。一方面，一種系統(tǒng)用于根據(jù)景物的單個(gè)數(shù)字圖像計(jì)算照相機(jī)的逆響應(yīng)函數(shù)，其中，該景物的實(shí)際色彩事先未知。該系統(tǒng)分析對(duì)應(yīng)于景物的兩種色彩之間的“邊緣”的圖像像素。這樣，這些“邊緣”像素表示從這兩種“成分”色彩所形成的混合色彩，其由照相機(jī)測量?？墒境?，在理想的情況下，這樣的混合色彩將位于RGB色空間中連接其組成色的線段上。然而，典型的實(shí)際照相機(jī)的響應(yīng)函數(shù)導(dǎo)致測量的混合色彩對(duì)于其測量組成色是非線性的。依照這個(gè)方面，該系統(tǒng)至少部分地通過下面的步驟來確定逆響應(yīng)函數(shù)(a)找到合適的邊緣像素；以及(b)確定將邊緣像素的測量混合色彩及其測量組成色映射到線性分布的函數(shù)。
另一方面，包括已知照相機(jī)的逆響應(yīng)函數(shù)的參考數(shù)據(jù)用于確定逆響應(yīng)函數(shù)。在包括該方面的一個(gè)實(shí)施例中，使用貝葉斯估計(jì)技術(shù)來找出逆響應(yīng)函數(shù)。


參考下列附圖來描述非限制和非窮盡實(shí)施例。
圖1(現(xiàn)有技術(shù))所示是對(duì)景物拍照以產(chǎn)生數(shù)字圖像的照相機(jī)的框圖。
圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，能從單個(gè)圖像確定逆響應(yīng)函數(shù)的系統(tǒng)的框圖。
圖3所示是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，從單個(gè)圖像確定逆響應(yīng)函數(shù)的圖1的系統(tǒng)的操作流程的流程圖。
圖4所示是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，用于從單個(gè)圖像確定逆響應(yīng)函數(shù)的圖像內(nèi)邊緣像素的圖示。
圖5所示是在紅—綠—藍(lán)(RGB)色彩空間中，圖4所描述的像素的圖像輻照度的圖示。
圖6所示是在RGB色彩空間中，圖4所描述的像素的測量色彩的圖示。
圖7所示是在RGB色彩空間中，示例邊緣像素的測量色彩及其組成色的測量色彩的圖示。
圖8所示是在使用逆響應(yīng)函數(shù)轉(zhuǎn)換圖7所描述的測量色彩后的合成分布的圖示。
圖9是依照一個(gè)實(shí)施例，更詳細(xì)闡明圖3所述的操作流程的流程圖，以確定線性化測量混合色彩的函數(shù)。
圖10所示是依照一個(gè)實(shí)施例，從單個(gè)圖像來確定逆響應(yīng)函數(shù)的數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)流程圖。
圖11所示是適用于實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的示例計(jì)算環(huán)境的框圖。
具體實(shí)施例方式
各種實(shí)施例針對(duì)的是根據(jù)景物的單個(gè)數(shù)字圖像計(jì)算照相機(jī)的逆響應(yīng)函數(shù)的方法和系統(tǒng)，其中景物的實(shí)際色彩事先未知。這些實(shí)施例分析對(duì)應(yīng)于景物的兩種色彩之間的“邊緣”的圖像像素。“邊緣”像素具有表示從這兩種“組成”色所形成的混合色彩的值，這由照相機(jī)來測量。照相機(jī)的響應(yīng)函數(shù)導(dǎo)致所測量的混合色彩對(duì)于其測量的組成色是非線性的。下面所述實(shí)施例可至少部分地通過找到邊緣像素并確定將邊緣像素的混合色彩和所測組成色映射到線性分布的函數(shù)，來確定逆響應(yīng)函數(shù)。下面描述幾個(gè)實(shí)施例。
圖2所示是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，能從單個(gè)圖像確定逆響應(yīng)函數(shù)的校準(zhǔn)系統(tǒng)201的框圖。在這個(gè)例子中，系統(tǒng)201包括邊緣像素檢測器203、色彩分析器205、逆響應(yīng)估計(jì)器207，以及包括從幾個(gè)實(shí)際照相機(jī)收集到的逆響應(yīng)函數(shù)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)209。該逆響應(yīng)數(shù)據(jù)的集合此處也被稱作參考數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，逆響應(yīng)函數(shù)數(shù)據(jù)包含響應(yīng)函數(shù)數(shù)據(jù)庫(DoRF)，如Grossberg，M.D.和Nayar，S.K.所描述的“Whatis the Space of Camera Response Functions(什么是照相機(jī)響應(yīng)函數(shù)空間)”，Proc.IEEE Comp.Vision and Pattern Recognition(可視化與模式識(shí)別)(CVPR’03)-第2卷，2003年6月，602～609頁。在某些實(shí)施例中，校準(zhǔn)系統(tǒng)201的上述元件可被實(shí)現(xiàn)為軟件組件。
在一個(gè)實(shí)施例中，邊緣像素檢測器203被配置成找出數(shù)字圖像108中的邊緣像素，在每個(gè)像素圖像中，一個(gè)區(qū)域有一種色彩，而另一個(gè)區(qū)域有另一種色彩。這些像素的每一個(gè)表示從兩種色彩衍生出的混合色彩，該兩種色彩用作混合色彩的組成色。
在一個(gè)實(shí)施例中，色彩分析器205被配置為獲取由邊緣像素檢測器203所發(fā)現(xiàn)的像素的混合以及組成色的測量。而且，在這個(gè)實(shí)施例中，逆響應(yīng)估計(jì)器207被配置成生成將所發(fā)現(xiàn)像素的混合以及組成色的測量映射到線性分布的逆響應(yīng)函數(shù)。校準(zhǔn)系統(tǒng)201的一個(gè)實(shí)施例如下文結(jié)合圖3所描述地用于確定逆響應(yīng)函數(shù)。
圖3依照一個(gè)實(shí)施例，示出校準(zhǔn)系統(tǒng)201(圖2)在根據(jù)單個(gè)圖像確定逆響應(yīng)函數(shù)時(shí)的操作流程。下面結(jié)合圖2和3來描述這個(gè)示例操作流程。
在塊302，系統(tǒng)201找出數(shù)字圖像108(圖1)中的邊緣像素。在這個(gè)實(shí)施例中，邊緣像素檢測器203找出數(shù)字圖像108中的邊緣像素，以形成觀察集。如前述，邊緣像素是對(duì)應(yīng)于景物106的兩種色彩之間的“邊緣”的像素。該邊緣像素具有表示從這兩種“成分”色彩所形成的混合色彩的值，這由照相機(jī)測量。
圖4示出了示例邊緣像素，其示出了像素的3×3的塊400。塊400左上角中的像素401具有單色，這由“對(duì)角線”陰影表示(這里被稱作第一色彩)。另外，塊400中在像素401下的兩個(gè)像素具有相同的第一單色。相反，塊400右上角中的像素403具有不同的單色，這由“點(diǎn)”陰影表示(這里被稱作第二色彩)。像素403下的這兩個(gè)像素也具有相同的第二單色。塊400中心列內(nèi)的像素405、407和409具有第一和第二色彩區(qū)兩者，這樣，其在這里被稱作邊緣像素。第一和第二色彩這里也被稱作邊緣像素405的組成色。邊緣像素405輸出從第一和第二色彩的組合形成的“混合”色彩。
在一個(gè)實(shí)施例中，邊緣像素檢測器203包括Canny邊緣檢測器(見Canny J.，的“A Computational Approach to Edge Detection(邊緣檢測的一種計(jì)算方法)”，IEEE Trans.Pattern Analysis and Machine Intelligence(模式分析和機(jī)器智能)，第8卷，第6號(hào)，1986年6月，679～698頁)，以檢測邊緣像素。在另一個(gè)實(shí)施例中，可使用不同的邊緣檢測器。
在塊304，獲取邊緣像素的每個(gè)區(qū)的測量色彩。在這個(gè)實(shí)施例中，色彩分析器205被配置成通過使用具有與邊緣像素中的組成色相同色彩的非邊緣像素而從每個(gè)邊緣像素獲取測量的混合色彩。例如，對(duì)邊緣像素405而言，色彩分析器205可使用像素401的測量色彩，用于邊緣像素405的第一色彩區(qū)的測量色彩。同樣的，色彩分析器205可使用像素403的測量色彩，用于邊緣像素405的第二色彩區(qū)的測量色彩。
此外，在這個(gè)實(shí)施例中，色彩分析器205確定邊緣像素是否適用于確定逆響應(yīng)函數(shù)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，色彩分析器205確定以下情況(a)第一和第二色彩的色彩方差(相對(duì)于歐幾里德RGB距離)是否在指定的閾值內(nèi)(即，第一和第二色彩是充分均勻的)；以及(b)第一和第二色彩的平均色彩彼此之間是否至少為指定距離(即，第一和第二色彩被分得足夠開，以減少效應(yīng)圖像噪聲)。另外，在這個(gè)實(shí)施例中，忽略包含具有第一和第二色彩所劃定范圍外部的混合色彩的邊緣像素的邊緣區(qū)(這里也稱作邊緣窗口)。在其它的實(shí)施例中，色彩分析器205可使用不同的方法來獲取邊緣像素組成色的測量色彩。
在塊306，獲取邊緣像素的測量色彩。在這個(gè)實(shí)施例中，色彩分析器205被配置成從每個(gè)邊緣像素獲取測量的混合色彩。可以示出，在理想的情況下，混合的色彩將位于RGB色空間中連接其組成色的線段上。圖5中示出了一個(gè)例子，其中，圖4的邊緣像素被繪制在了RGB空間中。點(diǎn)501表示RGB空間中像素401的色彩，點(diǎn)503表示RGB空間中像素403的色彩。這些色彩是塊400中邊緣像素的組成色(圖4)。點(diǎn)505表示RGB色彩空間中邊緣像素405的色彩；點(diǎn)507表示RGB色彩空間中邊緣像素407的色彩，依此類推。如圖5所示，像素405、407和409的色彩(分別用點(diǎn)505、507和509表示)位于連接像素401和403的色彩(分別用點(diǎn)501和503表示)的線段上。
然而，在當(dāng)前市場上可購買到的照相機(jī)中，邊緣像素的測量色彩相對(duì)于其測量組成色是非線性的。圖6中示出一個(gè)例子。點(diǎn)601表示RGB空間中像素401(圖4)的測量色彩，且點(diǎn)603表示RGB空間中像素403(圖4)的測量色彩。這些測量色彩是塊400(圖4)的邊緣像素的測量組成色。點(diǎn)605代表RGB色彩空間中邊緣像素405(圖4)的測量色彩；點(diǎn)607表示RGB色彩空間中邊緣像素407的測量色彩，依此類推。如圖6所示，邊緣像素405、407和409的色彩(分別用點(diǎn)605、607和609表示)位于連接像素401和403的測量色彩(分別用點(diǎn)601和603表示)的曲線段上。
在塊308(再次參考圖1和3)，確定線性化(如將測量的非線性測量色彩映射到RGB色彩空間中的線性分布)測量的混合色彩和其組成色的函數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，色彩分析器205確定線性化測量的混合色彩及測量的組成色的函數(shù)g。此外，在一個(gè)實(shí)施例中，色彩分析器205可被配置成歸一化線性化函數(shù)g的定義域和上域(co-domain)，以使g(0)＝0，g(1)＝1，以考慮放縮差異。
此外，在這個(gè)實(shí)施例中，逆響應(yīng)生成器207然后使用線性化函數(shù)g以及來自數(shù)據(jù)存儲(chǔ)209的參考數(shù)據(jù)，以生成逆響應(yīng)函數(shù)211。在一個(gè)實(shí)施例中，參考數(shù)據(jù)被用來在非完整色彩數(shù)據(jù)的區(qū)間上對(duì)線性化函數(shù)g進(jìn)行內(nèi)插和外插。在一個(gè)替換實(shí)施例中，線性化函數(shù)g可被用作照相機(jī)的逆響應(yīng)函數(shù)，這樣就不必實(shí)現(xiàn)逆響應(yīng)生成器207和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)209。下面結(jié)合圖9描述確定逆響應(yīng)函數(shù)的操作流程的一個(gè)實(shí)施例。通過這種方式，校準(zhǔn)系統(tǒng)201可有利地從單個(gè)圖像中找到逆響應(yīng)函數(shù)。此外，不必事先已知實(shí)際的景物色彩。這樣，校準(zhǔn)系統(tǒng)201不需要照相機(jī)，或由照相機(jī)捕捉的多個(gè)圖像，或用來捕捉圖像的曝光設(shè)置的任何知識(shí)，以找到逆響應(yīng)函數(shù)。
盡管結(jié)合圖3順序描述了上述操作流程，但是在其它的實(shí)施例中，能以不同的順序和/或并行地執(zhí)行操作。
圖7和8用圖形示出了線性化所測量的邊緣像素色彩的簡化例子。在圖7中，點(diǎn)701表示RGB空間中邊緣像素的一個(gè)組成色的測量色彩(也稱作M1)。點(diǎn)703表示RGB空間中邊緣像素的其它組成色的測量色彩(也稱作M2)。點(diǎn)705表示邊緣像素的測量的混合色彩(也稱作Mp)。如可在圖7中所看到的，由于用于捕捉景物的照相機(jī)的非線性響應(yīng)函數(shù)，曲線將點(diǎn)701、703和705連接起來。曲線706、708和710表示具有不同于點(diǎn)705所表示的測量的混合色彩(Mp)的組成色的其它邊緣像素的測量色彩的分布。在一個(gè)典型的圖像中，會(huì)有更多這樣的曲線，但是圖7中僅示出這些少數(shù)曲線，以避免引起圖中的混亂。
如上所述，色彩分析器205然后確定線性化測量的混合色彩和測量的組成色的函數(shù)。理想情況是，該函數(shù)將與每個(gè)邊緣像素相關(guān)聯(lián)的測量色彩(即測量的組成色和測量的混合色彩)映射到線段。
圖8中示出一個(gè)例子，其具有被稱作函數(shù)g的線性化函數(shù)。點(diǎn)801表示由線性化函數(shù)g轉(zhuǎn)換之后RGB色彩空間中點(diǎn)701的色彩(圖7)。換言之，點(diǎn)801表示在應(yīng)用線性化函數(shù)g，即g(M1)之后測量的組成色(即，M1)的RGB色彩空間內(nèi)的色彩。類似地，點(diǎn)803表示在應(yīng)用線性化函數(shù)g，即g(M2)之后其它測量的組成色(即，M2)的RGB色彩空間內(nèi)的色彩。點(diǎn)505表示在由線性化函數(shù)g，即g(Mp)轉(zhuǎn)換之后測量的混合色彩(Mp)的RGB色彩空間中的色彩。如圖8所示，被轉(zhuǎn)換的測量色彩M1、Mp和M2(分別用點(diǎn)801、803和805表示)位于線段上。類似地，圖7的曲線706、708和710在理想情況下由線性化函數(shù)g分別轉(zhuǎn)換成線段806、808和810。
圖9是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，塊308(圖3)在確定線性化測量的混合色彩的函數(shù)時(shí)的操作流程的流程圖。在其它的實(shí)施例中，也可使用不同的方法來確定線性化函數(shù)。參考圖2和3，塊308的一個(gè)實(shí)施例包括如下所述的操作流程。
在塊902，使用測量的混合色彩及其對(duì)應(yīng)的測量組成色，可獲取似然函數(shù)。在這個(gè)實(shí)施例中，色彩分析器205獲取這個(gè)函數(shù)。更具體地而言，在這個(gè)實(shí)施例中，色彩分析器205基于每個(gè)映射的混合色彩(Mp)到連接其對(duì)應(yīng)的映射組成色(M1和M2)的線段的距離來獲取該似然函數(shù)。邊緣像素的Mp、M1和M2此處也被稱作邊緣像素三元組。映射的混合色彩到連接該混合色彩的映射組成色的線段的距離d(Mp)可使用如下方程1，從邊緣像素三元組來確定。
d(Mp)=|[g(M1)-g(M2)]×[g(Mp)-g(M2)]||g(M1)-g(M2)|---(1)]]>其中，×是兩個(gè)向量之間的叉積操作。
每個(gè)映射混合色彩的距離和D(g；Ω)，可使用如下方程2來確定。
D(g;Ω)=ΣΩ|[g(M1)-g(M2)]×[g(Mp)-g(m2)]||g(M1)-g(M2)|---(2)]]>其中，Ω是對(duì)應(yīng)于先前在塊302(圖3)中找到的邊緣像素的邊緣像素三元組集合。在某些替換實(shí)施例中，方程2可被最小化，以確定逆響應(yīng)函數(shù)，而不使用參考數(shù)據(jù)。例如，可使用合成方程(resulting equation)既是平滑的又是單調(diào)的這樣的約束來最小化方程2。然而，在這個(gè)實(shí)施例中，參考數(shù)據(jù)用于使用貝葉斯估計(jì)技術(shù)來確定逆響應(yīng)函數(shù)。
貝葉斯估計(jì)技術(shù)可使用先驗(yàn)?zāi)Ｐ秃退迫缓瘮?shù)來確定后驗(yàn)分布。在這個(gè)實(shí)施例中，由于要最小化距離之和，所以通過對(duì)給定逆響應(yīng)函數(shù)g(即p(Ω|g)作為使用方程2的指數(shù)分布時(shí)邊緣像素三元組Ω的似然性進(jìn)行建模來形成似然函數(shù)。這樣，似然函數(shù)可使用如下方程3來定義。
p(Ω|g)=1Zexp(-λD(g;Ω))---(3)]]>其中，Z是歸一化常數(shù)，而λ從經(jīng)驗(yàn)上一般被設(shè)置為104。在其它的實(shí)施例中，可使用不同的λ值。
在塊904，使用來自數(shù)據(jù)存儲(chǔ)209的參考數(shù)據(jù)來獲取先驗(yàn)?zāi)Ｐ?。在這個(gè)實(shí)施例中，逆響應(yīng)生成器207通過對(duì)前述使用5個(gè)成分的DoRF(即參考數(shù)據(jù))執(zhí)行主成分分析(PCA)轉(zhuǎn)換來獲取先驗(yàn)?zāi)Ｐ?如，見Jollife，I.T.，Principal Component Analysis(主成分分析)，Springer Verlag，1986)。在一個(gè)實(shí)施例中，逆響應(yīng)生成器207按照前五個(gè)主成分來表示參考數(shù)據(jù)，如下方程4所示。
g＝g0+cH(4)其中，g0＝[gR0，gG0，gB0]T，這是平均逆響應(yīng)；H是其列由前N＝5個(gè)本征向量組成的矩陣；c＝[cR，cG，cB]T，這是表示逆響應(yīng)函數(shù)g＝[gR，gG，gB]T的R3×N內(nèi)的系數(shù)向量。
在這個(gè)實(shí)施例中，逆響應(yīng)生成器207然后通過從PCA形式的參考數(shù)據(jù)形成有限高斯混合模型，來獲取逆響應(yīng)函數(shù)的模型(如，見McLachlan，G.J.和Basford，K.E.，Mixture Models(混合模型)，Marcel Dekker，1988)，如方程5所示。
p(g)=Σi=1Kaiη(g;μiΣi)---(5)]]>其中，參數(shù)αi是混合比例，η(g；μi，∑i)是g的歸一化高斯型(方程8)。K在一個(gè)實(shí)施例中被設(shè)置為等于5，這是通過期望最大值(EM)算法而從經(jīng)驗(yàn)上獲取的(如，見Dempster，A.P.，Laird.N.M.和Rubin，D.B.(1977)的Maximum Likelihood fromIncomplete Data via the EM algorithm(with Discussion)(通過EM算法的非完整數(shù)據(jù)的最大可能性(討論))，JRSS(B)，第39卷，第1～38頁)。
在其它的實(shí)施例中，可用合適的自定義或市場上可買到的PCA及EM算法工具來預(yù)先計(jì)算方程4的模型，并將其保存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)209中。在其它的實(shí)施例中，可使用不同的技術(shù)來獲取先驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?br> 在塊906，使用上述的似然函數(shù)和先驗(yàn)?zāi)Ｐ蛠慝@取逆響應(yīng)函數(shù)。在這個(gè)實(shí)施例中，逆響應(yīng)生成器207獲取逆響應(yīng)函數(shù)。最優(yōu)化逆響應(yīng)函數(shù)g*是通過找到后驗(yàn)分布的最大概率而獲取的。后驗(yàn)分布在貝葉斯估計(jì)中被定義為先驗(yàn)?zāi)Ｐ秃退迫缓瘮?shù)的乘積。這樣，最優(yōu)化逆響應(yīng)函數(shù)g*可使用如下的方程6來找到，這是最大后驗(yàn)(MAP)解。
g*＝argmaxp(Ω|g)p(g) (6)其中，p(Ω|g)和p(g)分別在方程3和5中給出。
通過對(duì)方程6取對(duì)數(shù)，g*也可被寫成如下的方程7。
g*＝argminλD(g；Ω)-logp(g)(7)其中，在這個(gè)實(shí)施例中，該方程用Levenberg-Marquardt最優(yōu)化算法來計(jì)算(如，見Press，W.H.，Teukolsky，S.A.，Vetterling，W.T.，F(xiàn)lannery，B.P.的NumericalRecipes in C(用C的數(shù)字秘訣)，Cambridge University Press(劍橋大學(xué)出版社)，1992)，g的系數(shù)被初始化為0。在其它的實(shí)施例中，可使用不同的優(yōu)化算法來找出g*。在一個(gè)實(shí)施例中，在優(yōu)化算法收斂后，使用貪心局部搜索來順序地細(xì)化(refine)每一維中的結(jié)果(如，見Resende，M.G.C.和Ribeiro，C.C.的Greedyrandomized adaptive search procedures(貪心隨機(jī)化自適應(yīng)搜索過程)，in Handbookof Metaheuristics(后啟發(fā)式手冊(cè))，F(xiàn).Glover和G.Kochenberger，eds.，KluwerAcademic Publishers，第219～249頁，2003)。
盡管結(jié)合圖9來順序地描述了上述操作流程，但是在其它的實(shí)施例中，也能以不同的次序和/或并行地執(zhí)行操作。
圖10是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，示出校準(zhǔn)系統(tǒng)201(圖2)中數(shù)據(jù)流1000的數(shù)據(jù)流程圖。根據(jù)如下的一個(gè)實(shí)施例，從照相機(jī)接收到的圖像數(shù)據(jù)流過并被處理，以便可調(diào)節(jié)圖像的色彩。數(shù)字圖像數(shù)據(jù)1003被邊緣像素提取過程1005接收。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，校準(zhǔn)系統(tǒng)201的邊緣檢測器203(圖2)如上述結(jié)合塊302(圖3)描述的在數(shù)字圖像數(shù)據(jù)1003上執(zhí)行邊緣像素提取過程1005。邊緣像素提取過程1005輸出邊緣像素?cái)?shù)據(jù)1007，它對(duì)適合進(jìn)一步處理的邊緣像素做出標(biāo)識(shí)(如其邊緣窗口顯示出足夠均勻性的以及組成色分離的邊緣像素)。
測量的色彩提取過程1009在邊緣像素?cái)?shù)據(jù)1007上執(zhí)行。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，色彩分析器205(圖2)如上面結(jié)合塊304和306(圖3)所述的在邊緣像素?cái)?shù)據(jù)1007上執(zhí)行色彩提取過程1009，以獲取測量的色彩。測量的色彩提取過程1009輸出測量的色彩數(shù)據(jù)1011。在一個(gè)實(shí)施例中，邊緣像素?cái)?shù)據(jù)1007包含上述邊緣像素三元組的集合Ω。
然后，在測量的色彩數(shù)據(jù)1011上執(zhí)行逆響應(yīng)生成過程1013。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，逆響應(yīng)生成器207(圖2)使用參考數(shù)據(jù)1015來執(zhí)行逆響應(yīng)生成過程1013。在某些替換實(shí)施例中，逆響應(yīng)生成器207不必使用參考數(shù)據(jù)1015。參考數(shù)據(jù)1015包含來自真實(shí)照相機(jī)的逆響應(yīng)數(shù)據(jù)，并在一個(gè)實(shí)施例中，從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)209(圖2)中檢索該參考數(shù)據(jù)1015。在一個(gè)實(shí)施例中，如上結(jié)合塊308所述，執(zhí)行逆響應(yīng)生成過程1013，并輸出估計(jì)的逆響應(yīng)1017。在一個(gè)實(shí)施例中，逆響應(yīng)生成過程1013如結(jié)合塊902、904和906(圖9)所述地使用貝葉斯估計(jì)技術(shù)，來確定估計(jì)的逆響應(yīng)1017。然后，估計(jì)的逆響應(yīng)1017可用來轉(zhuǎn)換數(shù)字圖像數(shù)據(jù)1003，以產(chǎn)生具有更緊密匹配捕捉景物的輻射強(qiáng)度的色彩的圖像。
盡管結(jié)合圖10順序地描述了上述數(shù)據(jù)流，但是在其它的實(shí)施例中，能以不同的次序和/或并行地在數(shù)據(jù)上執(zhí)行這些過程。此外，除上述系統(tǒng)201(圖2)之外，圖10的過程還可用任何合適的系統(tǒng)或組件來執(zhí)行。
上述不同的實(shí)施例可在校準(zhǔn)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)(如圖2的系統(tǒng)201)。下面結(jié)合附圖11來說明適用于校準(zhǔn)系統(tǒng)的示例計(jì)算環(huán)境。
圖11示出了通用計(jì)算機(jī)環(huán)境1100，其可用于實(shí)現(xiàn)此處描述的技術(shù)和/或組件。計(jì)算機(jī)環(huán)境1100僅是計(jì)算環(huán)境的一個(gè)例子，并非暗示對(duì)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的使用范圍或功能性的任何限制。該計(jì)算機(jī)環(huán)境1100也不應(yīng)被解釋為對(duì)示例計(jì)算環(huán)境1 100中所示的任何一個(gè)組件或其組合具有任何依存關(guān)系或需求。
計(jì)算環(huán)境1100包括計(jì)算機(jī)1102形式的通用計(jì)算設(shè)備。計(jì)算機(jī)1102的組件可包括，但不局限于，一個(gè)或多個(gè)處理器或處理單元1104、系統(tǒng)存儲(chǔ)器1106，以及將包括處理器1104的各個(gè)系統(tǒng)組件耦合到系統(tǒng)存儲(chǔ)器1106的系統(tǒng)總線1108。
系統(tǒng)總線1108表示幾種類型總線結(jié)構(gòu)的任一種的一個(gè)或多個(gè)，這包括存儲(chǔ)器總線或存儲(chǔ)器控制器、外圍總線、加速圖形端口、以及使用任何多種總線體系結(jié)構(gòu)的處理器或局部總線。作為例子，這樣的體系結(jié)構(gòu)可包括工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)(ISA)總線、微通道體系結(jié)構(gòu)(MCA)總線、增強(qiáng)ISA(EISA)總線、視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(VESA)局部總線、外圍部件互聯(lián)(PCI)總線(其也被稱作Mazzanine總線)、PCI快速總線(PCI Express bus)、通用串行總線(USB)、安全數(shù)字(SD)總線或者IEEE 1394(即火線)總線。
計(jì)算機(jī)1102可包括多種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。這樣的介質(zhì)可以是可由計(jì)算機(jī)1102存取的任何介質(zhì)，其包括易失性和非易失性介質(zhì)，可移動(dòng)和不可移動(dòng)介質(zhì)。
系統(tǒng)存儲(chǔ)器1106包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其形式為諸如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)1110這樣的易失性存儲(chǔ)器；和/或諸如只讀存儲(chǔ)器(ROM)1112或閃存RAM這樣的非易失性存儲(chǔ)器?；据斎?輸出系統(tǒng)(BIOS)1114包含基本例程，其幫助諸如在啟動(dòng)階段在計(jì)算機(jī)1102內(nèi)的元件之間傳遞信息，被儲(chǔ)存在ROM 1112或閃存RAM中。RAM 1110通常包含可由處理單元1104直接存取和/或當(dāng)前正由處理單元1104操作的數(shù)據(jù)和/或程序模塊。
計(jì)算機(jī)1102也可包括其它的可移動(dòng)/不可移動(dòng)、易失性/非易失性計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)。作為例子，圖11示出用于讀出并寫到不可移動(dòng)、非易失性磁介質(zhì)(未示出)的硬盤驅(qū)動(dòng)器1116，用于讀出或?qū)懙娇梢苿?dòng)、非易失性磁盤1120(如“軟盤”)的磁盤驅(qū)動(dòng)器1118，以及用于讀出或?qū)懙街T如CD-ROM、DVD-ROM或其它光介質(zhì)這樣的可移動(dòng)、非易失性光盤1124的光盤驅(qū)動(dòng)器1122。硬盤驅(qū)動(dòng)器1116、磁盤驅(qū)動(dòng)器1118，以及光盤驅(qū)動(dòng)器1122中的每一個(gè)都通過一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)介質(zhì)接口1125與系統(tǒng)總線1108相連。作為選擇，硬盤驅(qū)動(dòng)器1116、磁盤驅(qū)動(dòng)器1118以及光盤驅(qū)動(dòng)器1122可通過一個(gè)或多個(gè)接口(未示出)與系統(tǒng)總線1108相連。
硬盤驅(qū)動(dòng)器及其相關(guān)聯(lián)的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)為計(jì)算機(jī)1102提供了計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊，以及其它數(shù)據(jù)的非易失性存儲(chǔ)。盡管例子示出了硬盤1116、可移動(dòng)磁盤1120以及可移動(dòng)光盤1124，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，可儲(chǔ)存可由計(jì)算機(jī)存取的數(shù)據(jù)的其它類型的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，諸如盒式磁帶或其它磁存儲(chǔ)設(shè)備、閃存卡、CD-ROM、數(shù)字多功能盤(DVD)或其它光存儲(chǔ)器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)，以及類似的介質(zhì)也可用來實(shí)現(xiàn)示例計(jì)算系統(tǒng)和環(huán)境。
任何數(shù)量的程序模塊都可儲(chǔ)存在硬盤1116、磁盤1120、光盤1124、ROM 1112和/或RAM 1110中，這包括例如，操作系統(tǒng)1126、一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用程序1128、其它的程序模塊1130，以及程序數(shù)據(jù)1132。每個(gè)這樣的操作系統(tǒng)1126、一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用程序1128、其它程序模塊1130以及程序數(shù)據(jù)1132(或其某種組合)可實(shí)現(xiàn)支持分布式文件系統(tǒng)的所有或部分常駐組件。
用戶可通過諸如鍵盤1134和定位設(shè)備1136(如“鼠標(biāo)”)這樣的輸入設(shè)備將命令和信息輸入到計(jì)算機(jī)1102中。其它的輸入設(shè)備1138(未具體示出)可包括麥克風(fēng)、操縱桿、游戲墊、圓盤式衛(wèi)星天線、串行端口、掃描儀和/或類似的設(shè)備。這些和其它輸入設(shè)備通過耦合到系統(tǒng)總線1108的輸入/輸出接口1140與處理單元1104相連，但是其也可通過其它的接口和總線結(jié)構(gòu)連接，這諸如并行端口、游戲端口或通用串行總線(USB)。
監(jiān)視器1142或其它類型的顯示設(shè)備也可通過諸如視頻適配器1144這樣的接口與系統(tǒng)總線1108相連。除監(jiān)視器1142之外，其它輸出外圍設(shè)備可包括諸如揚(yáng)聲器(未示出)和打印機(jī)1146這樣可通過I/O接口1140與計(jì)算機(jī)1102相連的組件。
計(jì)算機(jī)1102可在使用到一個(gè)或多個(gè)諸如遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)1148這樣的遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的邏輯連接的網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境中工作。作為例子，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)1148可以是PC、便攜式計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、路由器、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)、對(duì)等設(shè)備或其它公用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，以及類似的設(shè)備。遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備1148被示出為可包括此處相對(duì)于計(jì)算機(jī)1102所描述的許多或全部元件和特征的便攜式計(jì)算機(jī)。作為選擇，計(jì)算機(jī)1102也可在非網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境中工作。
計(jì)算機(jī)1102和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)1148之間的邏輯連接被描述為局域網(wǎng)(LAN)1150和普通廣域網(wǎng)(WAN)1152。這樣的網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境常見于辦公室、企業(yè)范圍計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)和因特網(wǎng)。
當(dāng)在LAN網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境中實(shí)現(xiàn)時(shí)，計(jì)算機(jī)1102通過網(wǎng)絡(luò)接口或適配器1154與局域網(wǎng)1150相連。當(dāng)在WAN網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境中實(shí)現(xiàn)時(shí)，計(jì)算機(jī)1102通常包括調(diào)制解調(diào)器1156或用于通過廣域網(wǎng)1152建立通信的其它裝置。調(diào)制解調(diào)器1156對(duì)計(jì)算機(jī)1102而言可為內(nèi)置或外置的，其可通過I/O接口1140或其它適當(dāng)?shù)臋C(jī)制與系統(tǒng)總線1108相連。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，所述網(wǎng)絡(luò)連接是示例性的，也可使用用于在計(jì)算機(jī)1102和1148之間建立至少一條通信鏈路的其它裝置。
在諸如用計(jì)算環(huán)境1100所述的網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境中，相對(duì)計(jì)算機(jī)1102描述的程序模塊或其部分可被儲(chǔ)存在遠(yuǎn)程存儲(chǔ)器存儲(chǔ)設(shè)備中。作為例子，遠(yuǎn)程應(yīng)用程序1158駐留在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)1148的存儲(chǔ)器設(shè)備中。為闡明起見，應(yīng)用程序或程序以及其它可執(zhí)行程序組件，諸如操作系統(tǒng)，在此處被示出為離散的塊，盡管可認(rèn)識(shí)到，這樣的程序和組件在不同的時(shí)刻駐留在計(jì)算設(shè)備1102的不同存儲(chǔ)組件內(nèi)，且其由計(jì)算機(jī)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)處理器來執(zhí)行。
此處可用諸如由一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)或其它設(shè)備執(zhí)行的程序模塊等計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的通用上下文來描述各種模塊和技術(shù)。一般而言，程序模塊包括例程、程序、對(duì)象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，等等，其用于執(zhí)行特定的任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定的抽象數(shù)據(jù)類型。這些程序模塊及其類似物可作為本機(jī)碼執(zhí)行，或者其可被下載或執(zhí)行，諸如在虛擬機(jī)或其它實(shí)時(shí)(just-in-time)編譯執(zhí)行環(huán)境中。通常，程序模塊的功能可如各個(gè)實(shí)施例中所需要的而被組合或分布。
這些模塊和技術(shù)的實(shí)現(xiàn)可被儲(chǔ)存在某種形式的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，或者通過這樣的介質(zhì)傳送。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是可由計(jì)算機(jī)存取的任何可用介質(zhì)。作為例子，但并非限制，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可包含“計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)”和“通信介質(zhì)”。
“計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)”包括易失性和非易失性、可移動(dòng)和不可移動(dòng)介質(zhì)，這樣的介質(zhì)以用于儲(chǔ)存諸如計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其它數(shù)據(jù)這樣信息的任何方法或技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)包括，但不局限于，RAM、ROM、EEPROM、閃存或其它存儲(chǔ)器技術(shù)、CD-ROM、數(shù)字多功能盤(DVD)或其它光存儲(chǔ)器、盒式磁帶、磁帶、磁盤存儲(chǔ)器或其它磁存儲(chǔ)設(shè)備，或者任何其它可用來保存所需信息并可由計(jì)算機(jī)存取的介質(zhì)。
“通信介質(zhì)”通常在諸如載波或其它傳輸機(jī)制這樣的已調(diào)制數(shù)據(jù)信號(hào)中包含計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊，或者其它數(shù)據(jù)。通信介質(zhì)也可包括任何信息遞送介質(zhì)。術(shù)語“已調(diào)制數(shù)據(jù)信號(hào)”意指以對(duì)信號(hào)中的信息進(jìn)行編碼的方式改變或設(shè)置其一個(gè)或多個(gè)特征的信號(hào)。僅作為非限制性的例子，通信介質(zhì)包括有線介質(zhì)，這諸如有線網(wǎng)絡(luò)或單線連接，以及無線介質(zhì)，這諸如聲學(xué)、RF、紅外線，以及其它的無線介質(zhì)。任何上述的組合也可被包括在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的范圍之內(nèi)。
在整篇說明書中，對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”或者“示例實(shí)施例”給出了參考，這意味著特定的所描述的特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。這樣，這樣短語的使用可涉及不止一個(gè)實(shí)施例。此外，所描述的特征、結(jié)構(gòu)，或特性在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中能以任何適合的方式來組合。
然而，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，在不具備一個(gè)或多個(gè)特定細(xì)節(jié)，或者使用其它的方法、資源、材料等的情況下也可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。在其它的情況下，未示出或詳細(xì)說明公知的結(jié)構(gòu)、資源或操作，這樣做僅僅是為了避免模糊本發(fā)明的各個(gè)方面。
雖然已經(jīng)闡明了示例實(shí)施例和應(yīng)用，但是應(yīng)理解，本發(fā)明并不局限于上述的精確配置和資源。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)明顯認(rèn)識(shí)到，在不背離要求保護(hù)的本發(fā)明范圍的前提下，可對(duì)這里描述的本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的布置、操作和細(xì)節(jié)做出不同的修改、變化以及變更。
權(quán)利要求
1.一種用于確定照相機(jī)的逆響應(yīng)函數(shù)的方法，所述方法包含查找所述照相機(jī)輸出圖像中的第一像素，其中，所述第一像素象征具有第一色彩的第一區(qū)和具有第二色彩的第二區(qū)，所述第一像素表示從所述第一和第二色彩衍生出的混合色彩，其中，所述第一和第二色彩用作所述混合色彩的組成色；獲取所述照相機(jī)對(duì)所述第一和第二色彩的測量；獲取所述照相機(jī)對(duì)所述混合色彩的測量；以及查找將第一、第二和混合色彩的測量映射到色彩空間內(nèi)的線性分布的函數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包含在所述輸出圖像中查找多個(gè)像素，其中，所述多個(gè)像素中的每一個(gè)象征兩個(gè)不同色彩區(qū)，并表示從所述不同色彩衍生出的混合色彩，其中，每個(gè)像素的所述不同色彩用作該像素混合色彩的組成色；獲取所述照相機(jī)對(duì)所述多個(gè)像素中的每一個(gè)的不同色彩的測量；獲取所述照相機(jī)對(duì)所述多個(gè)像素的混合色彩的測量；以及查找將所述第一像素和所述多個(gè)像素的色彩的測量映射到所述色彩空間內(nèi)的線性分布的函數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一色彩的測量是從僅象征所述第一色彩的第二像素中獲取的。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二像素相鄰于所述第一像素。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，查找將所述第一、第二和混合色彩的測量映射到線性分布的函數(shù)還包含確定這樣的距離函數(shù)，其將每個(gè)已映射混合色彩測量到連接所述色彩空間中的混合色彩的已映射組成色的線段的距離之和最小化。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，查找將所述第一像素和所述多個(gè)像素的色彩測量映射到線性分布的函數(shù)還包含依靠于已知照相機(jī)的預(yù)定響應(yīng)函數(shù)來確定所述函數(shù)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包含使用貝葉斯估計(jì)算法來確定所述函數(shù)。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，還包含將所述預(yù)定的響應(yīng)函數(shù)模型化為高斯混合模型。
9.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，還包含將所述距離函數(shù)合并到指數(shù)分布函數(shù)中。
10.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，還包含查找一最大后驗(yàn)(MAP)解，其用公式表示為先驗(yàn)?zāi)Ｐ秃退迫缓瘮?shù)的乘積，其中，所述先驗(yàn)?zāi)Ｐ褪菑念A(yù)定響應(yīng)函數(shù)導(dǎo)出的高斯混合模型，且所述似然函數(shù)是從每個(gè)映射的混合色彩測量與所述色彩空間中連接所述混合色彩的已映射組成色的線段的距離中導(dǎo)出的指數(shù)分布函數(shù)，所述逆響應(yīng)函數(shù)是從所述MAP解中導(dǎo)出的。
11.一種機(jī)器可讀介質(zhì)，其具有用于執(zhí)行權(quán)利要求1所述的方法的指令。
12.一種系統(tǒng)，包含一邊緣像素檢測器，用于查找數(shù)字圖像中的多個(gè)像素，其中，每個(gè)像素象征具有第一色彩的第一區(qū)和具有第二色彩的第二區(qū)，該第一像素表示從所述第一和第二色彩衍生出的混合色彩，其中，所述第一和第二色彩擔(dān)當(dāng)該像素的混合色彩的組成色；一色彩分析器，它操作上與所述邊緣像素檢測器耦合，其中，所述色彩分析器要獲取所述多個(gè)像素的混合色彩和組成色的測量；以及一逆響應(yīng)生成器，用于生成將所述多個(gè)像素的混合色彩和組成色的測量映射到色彩空間中的線性分布的逆響應(yīng)函數(shù)。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述逆響應(yīng)生成器要確定一距離函數(shù)，對(duì)所述多個(gè)像素而言，該距離函數(shù)將每個(gè)映射的混合色彩測量與連接所述色彩空間中所述混合色彩的已映射組成色的線段的距離之和最小化。
14.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包含一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，它包括包含已知照相機(jī)的預(yù)定響應(yīng)函數(shù)的參考數(shù)據(jù)，其中，所述逆響應(yīng)函數(shù)生成器要依賴于所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的參考數(shù)據(jù)來確定所述逆響應(yīng)函數(shù)。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述逆響應(yīng)生成器還使用貝葉斯估計(jì)算法來確定所述逆響應(yīng)函數(shù)。
16.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述逆響應(yīng)生成器還將所述預(yù)定的響應(yīng)函數(shù)模型化為高斯混合模型。
17.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述逆響應(yīng)生成器還將所述距離函數(shù)合并到指數(shù)分布函數(shù)中。
18.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述逆響應(yīng)生成器還確定一最大后驗(yàn)(MAP)解，作為先驗(yàn)?zāi)Ｐ秃退迫缓瘮?shù)的乘積，其中，所述先驗(yàn)?zāi)Ｐ褪菑念A(yù)定的響應(yīng)函數(shù)導(dǎo)出的高斯混合模型，且所述似然函數(shù)是從每個(gè)映射的混合色彩的測量與所述色彩空間中連接所述混合色彩的已映射組成色的線段的距離導(dǎo)出的指數(shù)分布函數(shù)，所述逆響應(yīng)函數(shù)是從所述MAP解中導(dǎo)出的。
19.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述MAP解用在所述逆響應(yīng)函數(shù)處。
20.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述逆函數(shù)生成器使用Levenberg-Marquardt最優(yōu)化方法來確定所述MAP函數(shù)。
21.一種機(jī)器可讀介質(zhì)，其具有實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)的組件。
22.一種機(jī)器可讀介質(zhì)，其具有以下組件用于查找輸出圖像中的多個(gè)像素的裝置，其中，所述多個(gè)像素中的每個(gè)像素象征不同色彩的兩個(gè)區(qū)，并表示從所述不同色彩衍生出的混合色彩，其中，每個(gè)像素的所述不同色彩擔(dān)當(dāng)該像素的混合色彩的組成色；用于獲取所述多個(gè)像素中的每個(gè)像素的不同色彩的測量的裝置；用于獲取所述多個(gè)像素的混合色彩的測量的裝置；以及用于確定將所述多個(gè)像素的色彩測量映射到所述色彩空間內(nèi)的線性分布的逆響應(yīng)函數(shù)的裝置。
23.如權(quán)利要求22所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，用于確定逆響應(yīng)函數(shù)的所述裝置還包含用于生成一距離函數(shù)的裝置，該距離函數(shù)將每個(gè)映射的混合色彩測量與連接所述色彩空間中所述混合色彩的已映射組成色的線段的距離之和最小化。
24.如權(quán)利要求22所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，用于確定逆響應(yīng)函數(shù)的所述裝置還依賴于已知照相機(jī)的預(yù)定響應(yīng)函數(shù)來確定所述函數(shù)。
25.如權(quán)利要求24所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，還包含用于將所述預(yù)定的響應(yīng)函數(shù)模型化為高斯混合模型的裝置。
26.如權(quán)利要求23所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，還包含用于將所述距離函數(shù)合并到指數(shù)分布函數(shù)中的裝置。
27.如權(quán)利要求22所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，還包含用于查找一最大后驗(yàn)(MAP)解，作為先驗(yàn)?zāi)Ｐ秃退迫缓瘮?shù)的乘積的裝置，其中，所述先驗(yàn)?zāi)Ｐ褪菑念A(yù)定的響應(yīng)函數(shù)導(dǎo)出的高斯混合模型，且所述似然函數(shù)是從每個(gè)映射的混合色彩測量與所述色彩空間中連接所述混合色彩的已映射組成色的線段的距離導(dǎo)出的指數(shù)分布函數(shù)，所述逆響應(yīng)函數(shù)是從所述MAP解中導(dǎo)出的。
28.如權(quán)利要求27所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，所述MAP解用作所述逆響應(yīng)函數(shù)。
29.如權(quán)利要求27所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，用于查找MAP解的所述裝置使用Levenberg-Marquardt最優(yōu)化方法來查找所述MAP解。
30.一種用于確定照相機(jī)逆響應(yīng)函數(shù)的方法，所述方法包含接收單個(gè)圖像，其中，至少部分所述單個(gè)圖像的景物色彩先前未知；從所述單個(gè)圖像中獲取多個(gè)測量的色彩；以及使用所述測量的色彩來確定一函數(shù)，該函數(shù)將所述單個(gè)圖像的色彩映射到線性分布中。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，所述測量的色彩是從所述單個(gè)圖像的多個(gè)像素中選出的，其中，所述多個(gè)像素中的每個(gè)像素都象征具有第一色彩的第一區(qū)和具有第二色彩的第二區(qū)；
32.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)像素中的一個(gè)像素的第一色彩是從所述單個(gè)圖像中與該像素相鄰的另一個(gè)像素中獲取的。
全文摘要
一種輻射度校準(zhǔn)系統(tǒng)從景物的單個(gè)數(shù)字圖像中查找照相機(jī)的逆響應(yīng)函數(shù)，其中景物的實(shí)際色彩先前未知。該系統(tǒng)分析對(duì)應(yīng)于景物的兩種色彩之間的“邊緣”的圖像像素。這些“邊緣”像素表示從這兩個(gè)“組成”色形成的混合色彩，如由照相機(jī)所測量的。該系統(tǒng)至少部分地通過以下步驟確定一逆響應(yīng)函數(shù)(a)查找合適的邊緣像素；以及(b)確定將邊緣像素的測量混合色彩及其測量的組成色映射到線性分布的函數(shù)。包括已知照相機(jī)的預(yù)定逆響應(yīng)函數(shù)的參考數(shù)據(jù)可用于通過貝葉斯估計(jì)來確定逆響應(yīng)函數(shù)。
文檔編號(hào)G01J3/46GK1674636SQ20051005619
公開日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2005年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月23日
發(fā)明者H-Y·舒姆, J·顧, S·S·林 申請(qǐng)人:微軟公司