影像中光源估計類型

sRGB sRGB sRGB sRGB sRGB sRGB

B

sRGB sRGB sRGB sRGB sRGB sRGB

B

16

標準下R、G、B、C、M、Y、K、RIT Munsell Lab 14 喜好色，共 20 色)的最短 距離計算，圖2-9，將最短距離所對應到參考色點的色溫，進一步的處理，最後

W 五 Reference G

sRGB 色域下 amut Extrem

下高彩度G

18

二、雙色反射模型( Dichromatic Reflection Model )[20][21]

每 一 色 彩 向 量

( R , G , B ) ^T

可 藉 由 表 面 反 射 顏 色

(

R

s

,G

s

,B

s ) ^T

與 物 體 顏 色 式(2-32)簡化為公式(2-33)，

⎟⎟

19

將公式(2-36)代入公式(2-33)可得公式(3-37)，

'

20

不相同的物體於同一光源下時，每一物體會產生不同的色線(color line)交集 於rg diagram 的座標位置

( ) r , g = ( p r , p g )

，即為光源所呈現的顏色，圖2-14。

B G R

R

r

s s s

p s

+

= +

,

^{R G B}

G

g

s s s

p s

+

= +

(2-39)

圖2-14 光源所呈現的顏色[23]

21

三、蒲朗克輻射定律( Planck’s law of radiation ) [24][25]

數位影像中每一像素皆由數位相機的偵測器反應來描述，可由公式(2-40)所 示：

( ) ( ) ( )

∫

=

_ω

E

λ

S

λ

R

λ

d

λ

p

_{k k}

, (k = R, G, B) (2-40)

其中，λ為波長，p 為偵測器反應且 k 代表紅、綠、藍三色，E 為光源，S 為表

_k

面反射率，R 為相機反應函數，ω則為人眼可視頻譜範圍。此時，我們假定

_k

( ) ( _k )

R

k λ

=

δ λ

−

λ

，

δ ( λ

−

λ _k )

為狄拉克δ函數( Dirac delta function )，將公式(2-40) 改寫為公式(2-41)：

( ) ( ) ( )

∫

⁻

=

_ω

E

λ

S

λ δ λ λ

d

λ

p

_{k k}

(2-41)

光源的部分則使用蒲朗克輻射定律，如公式2-42 所示：

( )

,

₁ ⁵

exp

²

1

¹

−

−

⎥

⎦

⎢ ⎤

⎣

⎡ ⎟−

⎠

⎜ ⎞

⎝

= ⎛

λ λ

λ

T

c c T

E (2-42)

其中，λ為波長，T 為色溫，

c ₁

、

c ₂

則為常數，分別代入3.74183×10

^{− 16}

Wm

²

、

2

mK 10 4388 .

1 ×

⁻

。由於，公式(2-42)並未考量不同光源的強度量，因此，此研究 中加入強度常數I，將公式(2-42)改寫為公式(2-43)：

( )

^,

₁ ^{− 5}

^exp

²

¹_⎥

^{− 1}

⎦

⎢ ⎤

⎣

⎡ ⎟−

⎠

⎜ ⎞

⎝

= ⎛

λ λ

λ

T

Ic c T

E (2-43)

22

因此，可從公式(2-41)找出與公式(2-44)的關係如公式(2-45)：

( ) ( ) ( )

將公式(2-45)取自然對數後可得公式(2-46)：

[ ( ) ]

將馬

h color chec 圖2-15：

24

根據幾何學原理，將座標軸轉換為(a b)軸上且為正交於光源變化的向量，

則可得到公式(2-50)求取新座標x,' y'：

⎟⎟⎠

⎜⎜ ⎞

⎝

=⎛

⎟⎟⎠

⎜⎜ ⎞

⎝

⎛

⎥ +

⎦

⎢ ⎤

⎣

⎡

− '

' y x c mx

x a b

b a

(2-50)

將圖 2-15 的座標位置轉換至新座標，圖 2-16，即可看出表面反射率與光源的變 化關係，x 軸為表面反射率、y 軸為光源。

圖2-16 表面反射率與光源關係圖[25]

25

四、光源演色性 (Color Rendering Property)

根據不同的光源，物體呈現不同的色外貌特性則稱之為光源演色性，當人造 光源的演色性越接近日光時，則其演色性也越佳，因此，在演色性評價方式中，

可分兩種方法：一為基於光譜分布的差別；二為基於標準物體色與其差別。目前 於演色性評價上多採用第二種方法，CIE 將測試光源下物體色外貌和參照光下物 體色外貌進行比較，將兩者一致性程度以數值表示，稱之為演色指數(Color Rendering Index)[4]。JIS 則採用試驗色進行演色評價，圖 2-17，試驗色 No.1~ No.8 為多種物體色的平均代表樣本，是用於計算一般光源演色指數，稱之為平均演色 評價數(Ra)；試驗色 No.9~ No.15 為重要的物體色代表樣本，其稱之為特殊演色 評價數數(Ri)[26]。

平均演色評價用

No.1 No.2 No.3 No.4 No.5 No.6 No.7 No.8

特殊演色評價用

No.9 No.10 No.11 No.12 No.13 No.14 No.15

紅 黃 綠 藍 西洋人

膚色

樹葉色 日本人

膚色

圖2-17 演色評價用試驗色

近年來，LED 市場逐漸取代傳統螢光燈，由於 LED 的放射光譜方式不同於 螢光燈，導致演色指數(CRI)與實際人眼知覺演色性(Visual colour rendering)有所 差異，因此，在LED 演色評價上應採用不同於判斷傳統螢光燈所使用的演色指 數，運用實際人眼觀察實驗，發現加入CIECAM02 色外貌模式或是以 CIECAM02 為基礎的色差公式，能夠增加在LED 演色評價與人眼知覺演色性之相關性，能 夠透過演色評價計算得到相對的色外貌差異值[27]。

26

在文檔中 自然影像中複合光源之分析研究 (頁 22-33)