一种光谱图像压缩和重建的新过渡连接空间:MLabPQR

摘要：

多光谱图像比常见的三通道图像能够携带更多的数据信息来表示颜色,因此大大提高了存储与传输此类信息所需要的难度.为了解决以上问题,研究人员提出一种将多光谱数据在存储与传输前进行压缩,并在使用时通过过渡连接空间(ICS)对压缩数据进行重建,而过渡连接空间决定了转换的效果.Derhak等[JIST,50:53-63,2006]提出了一种名为LabPQR的6个维度的ICS.这个空间的前三个维度是给定光谱 r在指定光观察环境(用加权表矩阵H表示)下的三刺激值向量t,后三个维度是同色异谱黑 rb在由主成分分析获得的同色异谱黑空间前三个基向量(记为矩阵B)下的组合系数tPQR.同色异谱黑rb 由基于三刺激值t的光谱分解式 rb=r一 Mt给出,这里的映射矩阵M为熟知的"R-矩阵",同色异谱黑空间是由光谱图像数据或独立反射率训练集对应的所有同色异谱黑构成.重建的反射率rp=Mt+BtPQR.该研究提出一个改进的Lab-PQR过渡连接空间,记为MLabPQR.两者之间的差别就在于光谱分解式中的映射矩阵M的选取.该方法选取M为"Wiener估计矩阵".Wiener估计矩阵不仅依赖于光环境H,而且还依赖于训练光谱数据,因此期望通过Wiener估计矩阵更能反映出光谱图像的光谱特性,从而提高反射率重建精度.使用NCS光谱反射率数据和一幅光谱图像作为测试样本,分别用Munsell反射率数据集和测试样本集作为训练样本.采用均方根误差(RMSE)和拟合优度系数(GFC)为重建光谱精度指标,以CIELAB色差为色度精度指标对本方法进行综合评估,并与现有的LabPQR、LabRGB、XYZLMS和LabW2P ICSs进行比较.比较结果表明,该研究的新ICS不论从光谱精度还是色度精度都优于其他ICSs.因此新方法对光谱反射率压缩及跨媒体多光谱图像再现等相关领域有着重要的应用价值.

关键词：过渡连接空间、光谱压缩重建、维纳估计、均方根误差、拟合优度系数

所属期刊栏目：43

分类号：O433(光学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;辽宁省教育厅基金项目;辽宁省教育厅基金项目;辽宁科技大学研究生教育改革与科技创新创业项目

在线出版日期：2023-11-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共4页

页码：3347-3350