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裙子顏色引發(fā)熱議，雙利合譜高光譜相機為您解謎
日期：2024-11-22 18:39
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摘要：
作者：陳興海 博士 四川雙利合譜科技有限公司技術(shù)總監(jiān)
劉業(yè)林 四川雙利合譜科技有限公司應(yīng)用工程師
轉(zhuǎn)發(fā)請注明出處，違者必究！
2月25日，一名叫做@swiked 的美國女孩上傳了一張照片，是一條橫條紋的連衣裙。就是這條連衣裙近日來被炒得沸沸揚揚；@swiked 覺得裙子顏色是白色、金色相間的，而她的朋友們則很堅持地認為是藍色和黑色。雙方爭執(zhí)不下，又都說服不了對方，她只好將照片發(fā)到網(wǎng)上來征求大家意見。轉(zhuǎn)發(fā)請注明出處，違者必究！
裙子到底是什么顏色的？人們的爭論還在繼續(xù)，到底能否解開謎團，讓雙利合譜的光譜相機帶您去發(fā)現(xiàn)真相！
結(jié)論：不同的人在感官上有一些差異，對近紅外波段光敏感的能夠看出是白金色，不敏感的則看到的是藍黑色。從光譜分析的角度來看，這件衣服只有2種色調(diào)。
 |  圖1 實驗用高光譜相機及高光譜成像原理圖 |
 圖 2 藍色和黑**域光譜曲線 |
普通彩色相機只有RGB（紅綠藍）三色，并不能真實反應(yīng)顏色的細節(jié)差異性。我們采用高光譜相機對衣服進行反射光譜測量。高光譜成像的特點是光譜分辨率高、波段連續(xù)，能夠在紫外到紅外大范圍內(nèi)獲得多而窄的、波段數(shù)達上百個連續(xù)光譜，光譜分辨率可達nm級；“圖譜合一”，高光譜獲取的不僅是圖像信息，還包括物體的光譜信息。這些信息表現(xiàn)了物體的影像特征和輻射強度及其光譜特征。
如圖2所示為用高光譜相機得到的圖像及對應(yīng)位置的光譜曲線。紅色的線是衣服上黑色（或金色）區(qū)域的光譜曲線，其反射率比較低，在0.2左右，可將其視為黑色或者灰色。
黑色的光譜曲線為衣服上藍色（或白色）的區(qū)域，其反射率值在0.2-0.8之間。該光譜曲線顯著特點是在700nm以后其反射率明顯升高，而在450nm左右表現(xiàn)出非常強的反射峰值。
人眼對顏色的感知決定于三個因素：光源、物體反射率和人眼的視覺函數(shù)。在光源一定情況下，不同人對同一物體的顏色感知不同與每個人對不同波長光的感知能力不同決定。如對可見光的定義，有的定義為400nm（藍）~700nm（紅），則有的定義則為380nm~780nm。這些定義并沒有嚴格的準(zhǔn)確性，原因就是每個人對不同波長光的感應(yīng)靈敏度不一樣。
就以這個服裝的藍色（或白色）為例，其在430nm有一個反射峰，對應(yīng)藍色。在700nm后反射率升高，而每個人對700nm以上波段光的感應(yīng)是不一樣的，在700nm是人眼觀察的紅色至紅紫**域，藍色和黃色、紅色的光混合后會出現(xiàn)白色光的結(jié)果。也就是說，有些人能對近紅外光波段區(qū)域的感應(yīng)相對寬一些（敏感一些），這就造成了衣服本身是藍色的，加上相對黃色光、紅色光感應(yīng)較為敏銳，就會造成對衣服顏色的感知為金色的（有一部分會體現(xiàn)出白色）。而紅光區(qū)域感應(yīng)相對不敏銳的人則只能夠看到與原來圖像一致的黑色和藍色。
對近紅外光波段區(qū)域的光感應(yīng)相對敏銳（寬）一些的話，會將紅紫色和黃色與黑色混合，在人眼感知中呈現(xiàn)出土黃色和白色顏色；也就是原圖像上的藍色認為是白色，黑色認為是金色。
 圖3 人感應(yīng)的光譜范圍 |
 注：上圖是通過圖像處理后的將人眼的差異性降低后的圖像 圖4 藍色與白色對應(yīng)，黑色與金色對應(yīng) |
光譜分析角度來看：光譜曲線大致只有2種類型，一種是藍**域的光譜曲線，另外一種是黑**域的光譜曲線。不同部位的表現(xiàn)的信號強弱不一樣，但光譜趨勢基本上分為這兩種類型。
 圖5 衣服不同部位的光譜曲線 |
 圖5 認為是白金色的衣服不同部位的光譜曲線 |
結(jié)論：不同的人在感官上有一些差異，對近紅外波段光敏感的能夠看出是白金色，不敏感的則看到的是藍黑色。從光譜分析的角度來看，這件衣服只有2種色調(diào)。
簡言之，該裙子的顏色之所以對不同人會有這么大的差異，是由于其顏料的反射率光譜在700nm以后明顯增高，將不同人的眼睛對這個波段響應(yīng)靈敏度的差異性反映到*后的顏色感知上進行了放大。
