(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210937008.5 (22)申请日 2022.08.05 (71)申请人 中国地质大 学 （武汉） 地址 430000 湖北省武汉市洪山区鲁磨路 388号 (72)发明人 张晶晶　付佳　 (74)专利代理 机构 武汉知产时代知识产权代理 有限公司 42 238 专利代理师 张磊 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06T 17/00(2006.01) G06N 3/12(2006.01) (54)发明名称 一种节能降损的光源光谱 优化方法及装置 (57)摘要 本发明提供了一种节能降损的光源光谱优 化方法及装置。 在传感器探测待照射物体表面的 反射率后， 采用点对点投影的方式精确地分配光 线。 对于模拟一般的待照射物体， 以SOCS数据集 为实验样 本， 通过光谱穷举分析得到相关的冲突 参数建立光照三维模型， 寻找对于待照射物体的 统一优化光谱。 对于光敏感度高的特定待照射物 体， 将采用非线性优化工具， 在保持物体颜色外 观的前提下以光损伤值最小为参考， 优化光源光 谱以减少光吸收。 本发明的有益效果是： 根据被 照射物体的表 面反射特性， 在保证照明质量的同 时， 最大化的降低待照射物体表面的光吸收， 达 到降损的目的。 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 CN 115438572 A 2022.12.06 CN 115438572 A 1.一种节能降损的光源光谱 优化方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 搭建光照实验场景， 选取第一实验样本模拟待照射物体， 选取第二实验样本模拟某一 特定待照射物体； 采用点对点投影的方式照 射所述第 一实验样本和所述第 二实验样本， 分别计算在光照 过程中第一实验样本的第一质量 参数和第二实验样本的第二质量 参数； 所述第一质量 参数包括： 入射 光功率、 吸 收光功率和覆盖率； 所述第二质量 参数包括： 吸 收光功率和损伤值； 根据所述第 一质量参数建立光照 三维模型， 在三者中寻找到最佳折衷点并找到该点对 应的峰值波长， 实现对待照射物体的统一 光源光谱 优化； 根据所述第二质量参数并结合遗传算法实现对某一特定待照射物体的特定光源光谱 优化。 2.根据权利要求1所述的光源光谱优化方法， 其特征在于， 所述搭建光照实验场景， 包 括： 激光投影仪将可变光光谱S(x,y)( λ )投射到被照射物体上， 同时摄像机系统能够评估被 照场景中不同位置的光谱反射 率R(x,y)( λ )。 3.根据权利要求1所述的光源光谱优化方法， 其特征在于， 所述第 一实验样本为用于颜 色再现评价的标准物体颜色光谱数据库SOCS； 所述第二实验样本为油画作品St   Christopher  Woodcut高光谱图像。 4.根据权利要求1所述的光源光谱优化方法， 其特征在于， 所述入射光功率的计算公式 如下： φe＝pb+pg+pr 其中， pb、 pg、 pr分别为所考虑空间区域内蓝、 绿、 红光的光照通 量。 5.根据权利要求1所述的光源光谱优化方法， 其特征在于， 所述吸收光功率P(x,y)( λ )描 述了吸收光谱密集度与波长之 间的函数关系， 基于测量各样本在激光投影仪照射下的光谱 反射率R(x,y)( λ )计算所述吸 收光功率P(x,y)( λ )， 计算公式如下： 其中， pb、 pg、 pr分别为所考虑空间区域内蓝、 绿、 红光的光照通量； SB( λ )、 SG( λ )和SR( λ ) 分别为在所考虑 空间区域内蓝、 绿、 红光的光谱功率的最大值， λ表示波长、 m、 n分别为水平 像素与垂直像素 大小。 6.根据权利要求1所述的光源光谱优化方法， 其特征在于， 所述损伤值Edm用于量化被 照射物体收到的光损伤程度， 并引用柏林模型中的损伤函数fDamage来量化被照射物体受到 的损害， 所述损伤值Edm的计算公式如下： 其中， pb、 pg、 pr分别为所考虑空间区域内蓝、 绿、 红光的光照通量； SB( λ )、 SG( λ )和SR( λ ) 分别为在所考虑 空间区域内蓝、 绿、 红光的光谱功率的最大值， λ表示波长、 m、 n分别为水平 像素与垂直像素 大小， R(x,y)( λ )为光谱反射 率。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115438572 A 27.根据权利要求1所述的光源光谱优化方法， 其特征在于， 所述覆盖率为标准物体颜色 光谱数据库SOCS中能够被激光投影仪投射出 的光谱在颜色上还原的样本占总样本数据库 的比例。 8.根据权利要求1所述的光源光谱优化方法， 其特征在于， 根据 所述第二质量参数并结 合遗传算法实现对某一特定待照射物体的特定光源光谱 优化， 包括： 将遗传算法加入到对某一特定待照射物体的特定光源光谱 优化过程中； 所述遗传算法包括两个约束条件： 优化光源和参考光源照明下被照 射物体各像素点的 亮度相等； 损伤值Edm最小； 所述遗传算法中以峰值波长建立种群， 每一代有M个个体， 将一代中的个体进行选择、 重组、 变异后选择能得到优秀结果的个 体进入下一代再进行选择、 重组、 变异； 遗传算法以损伤值为目标函数， 以吸收光功率最小化为目标进行不断地迭代， 在N次迭 代中最小化损伤值与吸 收光功率， 直至 达到最大遗传代数。 9.一种节能降损的光源光谱 优化装置， 其特 征在于， 包括以下模块： 实验场景搭建模块， 用于搭建光照实验场景， 选取第 一实验样本模拟待照射物体， 选取 第二实验样本模拟某一特定待照射物体； 质量参数计算模块， 用于采用点对点投影的方式照 射所述第 一实验样本和所述第 二实 验样本， 分别计算在光照过程中第一 实验样本的第一质量参数和 第二实验样本的第二质量 参数； 所述第一质量 参数包括： 入射 光功率、 吸 收光功率和覆盖率； 所述第二质量 参数包括： 吸 收光功率和损伤值； 统一光源光谱优化模块， 用于根据所述第一质量参数建立光照三维模型， 在三者中寻 找到最佳折衷点并找到该点对应的峰值波长， 实现对待照射物体的统一 光源光谱 优化； 特定光源光谱优化模块， 用于根据 所述第二质量参数并结合遗传算法实现对某一特定 待照射物体的特定光源光谱 优化。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115438572 A 3