danaroth/cave

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license: unknown
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# Description

This database contains a set multispectral images that were used to emulate the GAP camera. The images are of a wide variety of real-world materials and objects.

# Image capture information

| | |
|---------------------|----------------------------------------|
| Camera | Cooled CCD camera (Apogee Alta U260) |
| Resolution | 512 x 512 pixel |
| Filter | VariSpec liquid crystal tunable filter |
| Illuminant | CIE Standard Illuminant D65 |
| Range of wevelength | 400nm - 700nm |
| Steps | 10nm |
| Number of band | 31 band |
| Focal length | f/1.4 |
| Focus | Fixed (focused using 550nm image) |
| Image format | PNG (16bit) |

NOTE: These multispectral images represent the reflectances of the materials in the scene. The reflectance spectrum at each pixel was computed from the measured multispectrum image using calibrated estimates of the illumination spectrum and camera spectral response. As a result, each multispectral image should be taken as a close approximation, rather than exact measurement, of the true reflectance of the scene.

# Database organization

The database consists of 32 scenes, divided into 5 sections. Each scene has an associated zip file. These zip files include full spectral resolution reflectance data from 400nm to 700nm at 10nm steps (31 bands total). Each band is stored as a 16-bit grayscale PNG image. Image filenames are of the format 'object_ms_01.png', where the '01' at the end signifies that this is the first image (captured at 400nm). Thus, '02' corresponds to 410nm, and so on, until '31' for 700nm.

Each scene also contains a single representative color image, displayed using sRGB values rendered under a neutral daylight illuminant (D65).

# Quick look

<figure>
<img src= "assets/teaser.png" alt="CAVE" width="500" />
<figcaption>CAVE dataset teaser image.</figcaption>
</figure>

# Access instructions

The database of 32 scenes is divided into 5 sections, as shown below:

- [Stuff](https://www.cs.columbia.edu/CAVE/databases/multispectral/stuff/)
<figure>
<img src= "assets/thumbnail_stuff.png" alt="CAVE stuff" width="500" />
</figure>

- [Skin and hair](https://www.cs.columbia.edu/CAVE/databases/multispectral/skin_and_hair/)
<figure>
<img src= "assets/thumbnail_skin_and_hair.png" alt="CAVE skin and hair" width="300" />
</figure>

- [Paints](https://www.cs.columbia.edu/CAVE/databases/multispectral/paints/)
<figure>
<img src= "assets/thumbnail_paints.png" alt="CAVE paints" width="200" />
</figure>

- [Food and drinks](https://www.cs.columbia.edu/CAVE/databases/multispectral/food_and_drinks/)
<figure>
<img src= "assets/thumbnail_food_and_drinks.png" alt="CAVE food and drinks" width="200" />
</figure>

- [Real and fake](https://www.cs.columbia.edu/CAVE/databases/multispectral/real_and_fake/)
<figure>
<img src= "assets/thumbnail_real_and_fake.png" alt="CAVE real and fake" width="600" />
</figure>

# Related project

[Generalized assorted pixel camera](https://www.cs.columbia.edu/CAVE/projects/gap_camera/)

# Credits

The dataset was originally provided by Columbia University and available at:

https://www.cs.columbia.edu/CAVE/databases/multispectral/

# Publication

Details of the database can be found in the following publication:

```
"Generalized Assorted Pixel Camera: Post-Capture Control of Resolution, Dynamic Range and Spectrum,"
F. Yasuma, T. Mitsunaga, D. Iso, and S.K. Nayar,
Technical Report, Department of Computer Science, Columbia University CUCS-061-08, Nov. 2008.
```

[PDF](https://www1.cs.columbia.edu/CAVE/publications/pdfs/Yasuma_TR08.pdf) - [bib](https://www1.cs.columbia.edu/CAVE/publications/pub_bibtex.php?id=293) - [(C)](http://www1.cs.columbia.edu/CAVE/publications/copyright.html) - [Project Page](http://www.cs.columbia.edu/CAVE/projects/gap_camera/)

许可证：未知

## 数据集描述
本数据库包含一组用于模拟广义混合像素相机（Generalized Assorted Pixel Camera，GAP相机）的多光谱图像。这些图像涵盖了多种多样的真实世界材质与物体。

## 图像采集信息
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|---------------------|----------------------------------------|
| 相机 | 冷却型电荷耦合器件（Charge-Coupled Device, CCD）相机（Apogee Alta U260） |
| 分辨率 | 512 × 512 像素 |
| 滤光片 | VariSpec 液晶可调谐滤波器 |
| 照明体 | 国际照明委员会（Commission Internationale de l'Eclairage, CIE）标准照明体D65 |
| 波长范围 | 400nm - 700nm |
| 步长 | 10nm |
| 波段数量 | 31 个波段 |
| 光圈 | f/1.4 |
| 对焦方式 | 固定对焦（采用550nm图像完成对焦） |
| 图像格式 | PNG（16位） |

## 注意事项
这些多光谱图像代表了场景中材质的反射率。每个像素处的反射光谱，是通过结合校准后的照明光谱与相机光谱响应的估算值，从实测多光谱图像计算得到的。因此，每张多光谱图像仅可视为场景真实反射率的近似结果，而非精确测量值。

## 数据库组织结构
本数据库共包含32个场景，划分为5个类别。每个场景对应一个压缩包文件。这些压缩包包含了400nm至700nm范围内、以10nm为步长的全光谱分辨率反射率数据（总计31个波段）。每个波段均以16位灰度PNG图像形式存储。图像文件名遵循"object_ms_01.png"格式，末尾的"01"代表该图像为第一幅（拍摄于400nm波长）。以此类推，"02"对应410nm，直至"31"对应700nm。
每个场景还附带一张代表性彩色图像，该图像采用在中性日光照明体（D65）下渲染的sRGB色彩空间值进行显示。

## 快速预览
<figure>
<img src= "assets/teaser.png" alt="CAVE" width="500" />
<figcaption>CAVE数据集预览图。</figcaption>
</figure>

## 获取说明
本数据库包含32个场景，分为以下5个类别，链接如下：
- [日常物品](https://www.cs.columbia.edu/CAVE/databases/multispectral/stuff/)
<figure>
<img src= "assets/thumbnail_stuff.png" alt="CAVE 日常物品" width="500" />
</figure>

- [皮肤与毛发](https://www.cs.columbia.edu/CAVE/databases/multispectral/skin_and_hair/)
<figure>
<img src= "assets/thumbnail_skin_and_hair.png" alt="CAVE 皮肤与毛发" width="300" />
</figure>

- [颜料与涂料](https://www.cs.columbia.edu/CAVE/databases/multispectral/paints/)
<figure>
<img src= "assets/thumbnail_paints.png" alt="CAVE 颜料与涂料" width="200" />
</figure>

- [食品与饮品](https://www.cs.columbia.edu/CAVE/databases/multispectral/food_and_drinks/)
<figure>
<img src= "assets/thumbnail_food_and_drinks.png" alt="CAVE 食品与饮品" width="200" />
</figure>

- [真实与仿制品](https://www.cs.columbia.edu/CAVE/databases/multispectral/real_and_fake/)
<figure>
<img src= "assets/thumbnail_real_and_fake.png" alt="CAVE 真实与仿制品" width="600" />
</figure>

## 相关项目
[广义混合像素相机（Generalized Assorted Pixel Camera）](https://www.cs.columbia.edu/CAVE/projects/gap_camera/)

## 致谢
本数据集最初由哥伦比亚大学提供，原始访问地址为：
https://www.cs.columbia.edu/CAVE/databases/multispectral/

## 相关出版物
有关本数据库的详细信息可参阅以下出版物：

"广义混合像素相机：分辨率、动态范围与光谱的后捕获控制",
F. Yasuma、T. Mitsunaga、D. Iso 与 S.K. Nayar,
哥伦比亚大学计算机科学系技术报告 CUCS-061-08, 2008年11月。

[PDF文档](https://www1.cs.columbia.edu/CAVE/publications/pdfs/Yasuma_TR08.pdf) - [BibTeX引用](https://www1.cs.columbia.edu/CAVE/publications/pub_bibtex.php?id=293) - [版权声明](http://www1.cs.columbia.edu/CAVE/publications/copyright.html) - [项目主页](http://www.cs.columbia.edu/CAVE/projects/gap_camera/)

原始信息汇总

数据集描述

该数据库包含一组多光谱图像，用于模拟GAP相机。这些图像涵盖了各种真实世界的材料和物体。

图像捕获信息

项目	信息
相机	冷却CCD相机（Apogee Alta U260）
分辨率	512 x 512像素
滤镜	VariSpec液晶可调滤光片
光源	CIE标准光源D65
波长范围	400nm - 700nm
步长	10nm
波段数量	31个波段
焦距	f/1.4
焦点	固定（使用550nm图像对焦）
图像格式	PNG（16位）

注意：这些多光谱图像代表了场景中材料的反射率。每个像素的反射光谱是从测量的多光谱图像中使用校准的照明光谱和相机光谱响应估计计算得出的。因此，每个多光谱图像应视为真实反射率的近似值，而不是精确测量。

数据库组织

数据库包含32个场景，分为5个部分。每个场景都有一个相关的压缩文件。这些压缩文件包括从400nm到700nm以10nm步长（共31个波段）的全光谱分辨率反射率数据。每个波段存储为16位灰度PNG图像。图像文件名格式为object_ms_01.png，其中01表示这是第一个图像（在400nm捕获）。因此，02对应410nm，依此类推，直到31对应700nm。

每个场景还包含一个代表性的彩色图像，使用中性日光光源（D65）下的sRGB值显示。

访问说明

32个场景的数据库分为5个部分：

• Stuff
• Skin and hair
• Paints
• Food and drinks
• Real and fake

相关项目

Generalized assorted pixel camera

贡献

该数据集最初由哥伦比亚大学提供，可访问以下链接获取：

https://www.cs.columbia.edu/CAVE/databases/multispectral/

出版物

数据库的详细信息可在以下出版物中找到：

"Generalized Assorted Pixel Camera: Post-Capture Control of Resolution, Dynamic Range and Spectrum," F. Yasuma, T. Mitsunaga, D. Iso, and S.K. Nayar, Technical Report, Department of Computer Science, Columbia University CUCS-061-08, Nov. 2008.

PDF - bib - (C) - Project Page

搜集汇总

数据集介绍

构建方式

danaroth/cave数据集的构建，旨在通过多光谱成像技术，捕捉现实世界中各种材料和物体的反射特性。该数据集采用Cooled CCD相机（Apogee Alta U260），配备可调滤光器，以CIE标准光源D65进行照明，捕捉400nm至700nm范围内，以10nm为间隔的31个波段的全光谱分辨率反射数据。每一场景均包含一个ZIP文件，内含各波段对应的16位灰度PNG图像，以及一个代表该场景的sRGB色彩图像。

特点

该数据集的特色在于其提供了丰富的多光谱图像，能够近似地反映场景中材料的真实反射率。数据集按照场景分为五大类，包括物品、皮肤与毛发、涂料、食物与饮料以及真假物品，共计32个场景。每一场景都包含了从400nm至700nm的全光谱分辨率数据，使得该数据集在材质识别、光谱分析等领域具有较高的应用价值。

使用方法

使用danaroth/cave数据集时，用户可以访问其官方网站，根据需求下载相应的场景ZIP文件。每个ZIP文件内包含了该场景的31个波段的灰度图像和一个色彩图像。用户可以依据文件名格式识别每个波段对应的波长。此外，数据集的详细信息和相关项目发表在Columbia University的官方网站上，便于用户进一步了解和引用。

背景与挑战

背景概述

danaroth/cave数据集，一项由哥伦比亚大学提供的创新性数据库，包含了多光谱图像，旨在模拟GAP相机的功能。该数据集涵盖了从现实世界材料到日常物品的广泛范围，其创建时间为2008年，由F. Yasuma, T. Mitsunaga, D. Iso, 和 S.K. Nayar等研究人员共同完成。该数据集的核心研究问题在于如何通过多光谱图像近似地测量场景的真实反射率，其对多光谱成像技术在计算机视觉领域的研究具有显著影响力。

当前挑战

在研究领域，danaroth/cave数据集所面临的挑战主要包括如何精确地近似场景的反射率，以及如何有效地处理和解析多波段图像数据。构建过程中，研究团队遭遇了如何校准照明光谱和相机光谱响应的挑战，同时，数据集的组织和存储方式也对数据处理能力提出了更高的要求。

常用场景

经典使用场景

在计算机视觉与图像处理领域，danaroth/cave数据集因其丰富的多光谱图像而被广泛用于模拟GAP相机的成像特性。该数据集包含多种现实世界材质与物体的多光谱图像，其经典使用场景在于评估与验证相机在不同波长下的光谱响应与物体反射率的近似准确性。

衍生相关工作

基于danaroth/cave数据集的研究衍生出了多项相关工作，如广义混合像素相机的研究，这些工作进一步推动了多光谱成像技术在计算机视觉领域的应用，为后续研究提供了宝贵的参考与数据资源。

数据集最近研究

最新研究方向

在计算机视觉与图像处理领域，danaroth/cave数据集因其丰富的多光谱图像而备受关注。该数据集最新的研究方向集中于利用其多维度光谱信息进行材料识别与分类，以及在此基础上对光照条件和物体表面特性的深入分析。近期研究通过这一数据集，探索了如何在虚拟现实与增强现实中实现更为逼真的材质渲染，以及在图像重建与修复中如何利用光谱信息提升还原质量，这对于提升视觉系统的真实感和交互体验具有重要的理论与实践意义。