Laser & Optoelectronics Progress, Volume. 59, Issue 19, 1933001(2022)
Spectral Reconstruction Algorithm Based on Multi-Light Source Wiener Estimation
Figures & Tables(11)
Fig. 1. Experimental sample (a) ColorChecker White Balance; (b) ColorChecker Digital 140; (c) Munsell sample
Fig. 3. Spectral sensitivity function of the digital camera. (a) Canon EOS 60D; (b) Nikon D610
Fig. 4. DWE algorithm reconstructs the sample corresponding to the maximum RMSE and maximum chromatic aberration. (a) Maximum RMSE; (b) maximum color difference
Fig. 5. Spectral reflectance corresponding to the minimum RPD of different algorithms. (a) WE; (b) Nonlin; (c) Wt-nonlin; (d) ALWL; (e) ZHANG; (f) DWE
Table 1. Combinations of light sources
View tableTable 1. Combinations of light sources
No. D65 U30 HZ TL84 CWF A 1 √ × × × × × 2 √ √ × × × × 3 √ √ √ × × × 4 √ √ √ √ × × 5 √ √ √ √ √ × 6 √ √ √ √ √ √
Table 2. Reflectance reconstruction results for Canon camera
View tableTable 2. Reflectance reconstruction results for Canon camera
No. Chromatic aberration RMSE Mean Median Max Mean Median Max 1 3.0960 2.4898 14.8674 0.0374 0.0334 0.1252 2 1.8643 1.6632 6.6934 0.0340 0.0293 0.1263 3 1.5866 1.3988 6.1191 0.0290 0.0234 0.0892 4 1.8381 1.6050 13.8084 0.0289 0.0226 0.0875 5 1.8400 1.5868 13.6595 0.0267 0.0220 0.0822 6 2.7866 2.4804 15.5774 0.0309 0.0262 0.0852
Table 3. Reflectance reconstruction results for Nikon camera
View tableTable 3. Reflectance reconstruction results for Nikon camera
No. Chromatic aberration RMSE Mean Median Max Mean Median Max 1 3.3601 3.0749 13.1925 0.0362 0.0319 0.1387 2 1.8247 1.4737 9.3410 0.0328 0.0282 0.1274 3 1.4011 1.2474 4.8099 0.0241 0.0210 0.1106 4 1.8562 1.6505 6.4203 0.0314 0.0291 0.1111 5 1.6759 1.5061 5.5561 0.0282 0.0255 0.1064 6 1.5756 1.3573 5.3628 0.0277 0.0249 0.1099
Table 4. Spectral reflectance reconstruction results of different algorithms based on Canon cameras
View tableTable 4. Spectral reflectance reconstruction results of different algorithms based on Canon cameras
Algorithm Chromatic aberration RMSE Mean Median Max Mean Median Max WE 3.10（6） 2.49（6） 14.87（6） 0.037（6） 0.033（6） 0.125（6） Nonlin 1.99（5） 1.78（5） 6.19（3） 0.038（5） 0.035（5） 0.110（5） Wt-nonlin 1.84（3） 1.71（2） 7.21（4） 0.031（3） 0.031（3） 0.082（1） ALWL 1.88（4） 1.73（4） 12.70（5） 0.029（1） 0.026（2） 0.084（2） ZHANG 1.79（2） 1.72（3） 5.78（1） 0.034（4） 0.032（4） 0.085（3） DWE 1.59（1） 1.40（1） 6.12（2） 0.029（1） 0.023（1） 0.089（4）
Table 5. Spectral reflectance reconstruction results of different methods based on Nikon cameras
View tableTable 5. Spectral reflectance reconstruction results of different methods based on Nikon cameras
Algorithm Chromatic aberration RMSE Mean Median Max Mean Median Max WE 3.36（6） 3.07（6） 13.19（5） 0.036（5） 0.032（6） 0.139（6） Nonlin 2.09（5） 1.73（5） 8.12（3） 0.036（5） 0.031（5） 0.113（5） Wt-nonlin 1.85（4） 1.59（3） 8.82（4） 0.029（3） 0.028（3） 0.091（3） ALWL 1.73（2） 1.47（2） 13.33（6） 0.026（2） 0.023（2） 0.073（1） ZHANG 1.77（3） 1.61（4） 5.94（2） 0.032（4） 0.029（4） 0.085（2） DWE 1.40（1） 1.25（1） 4.81（1） 0.024（1） 0.021（1） 0.111（4）
Table 6. RPD of different algorithms
View tableTable 6. RPD of different algorithms
Algorithm Canon Nikon Mean Median Min Mean Median Min WE 2.3957 2.1295 0.0392 2.5604 2.2019 0.0426 Nonlin 2.6444 2.138 0.0097 2.8382 2.2899 0.0097 Wt-nonlin 3.3276 2.1832 0.0263 3.6124 2.4314 0.0268 ALWL 3.5693 2.5322 0.0321 3.864 2.8086 0.0325 ZHANG 2.8741 2.1368 0.0166 3.0679 2.3753 0.0147 DWE 3.5968 2.7597 0.041 4.0249 2.9989 0.0410
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Han Wang, Changjun Li. Spectral Reconstruction Algorithm Based on Multi-Light Source Wiener Estimation[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2022, 59(19): 1933001
Paper Information
Category: Vision, Color, and Visual Optics
Received: Aug. 23, 2021
Accepted: Sep. 27, 2021
Published Online: Sep. 23, 2022
The Author Email: Li Changjun (cjliustl@sina.com)
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