色彩信號分離最佳化理論

Abstract

本研究計畫著重在將色彩恆定模式建立在電子攝影機上。因為物體的顏色隨著不同 的背景亮度、光源及人類視覺系統而改變。所以如何將經由電子攝影機的影像資料 高傳真色彩重視 (high-fidelity color reproduction) 是相當困難的。基本上， 當光線打在一個物體上時，反射光中的色彩信號是由兩個部份所構成：照明頻譜( illumination spectrum)與表面反射率頻譜(surface reflectance spectrum)。反 射光線的頻譜乃是前二者的乘積。因此，在照明光線的頻譜改變，例如光源由日光 改為鎢絲燈泡時，物體所反射出來的色彩就會改。此現象存在於一般的電子攝影機 中。然而，人類的視覺系統卻能補償這因照明所造成的色彩變化，估測出物體的表 面反射率頻譜來判定顏色，而充分達到色彩□定(color constancy) 的特性。為將 此□定模式應用於電子攝影機上，首先必須估計物體的反射率頻譜。將照明頻譜與 表面反射頻譜各用一個有限維線性模型(finite-dimensional linear model) 來表 示，即用一組基底函數(basis function)的組性組合來描述之，則此二頻譜相乘就 得到物體反射的色彩信號頻譜(color signal spectrum) 。接著代入一彩色攝影機 的RGB 反應值及該攝影機的頻譜反應曲線形成一組方程式，再利用非線性最小平方 差(nonlinear least squaresfit)的技術，即可將表面反射率頻譜自物體反射光之 色彩信號中分離出來。表面反射率可表示各種不同物體反射光線的特性，因此可準 確地描述該物體的顏色。