Если не сложно, дайте, пожалуйста, ссылочку на статью «Приведение спектральной картины в системе линейных функций». Очень интресно посмотреть как это решается в спектральной области.
Год назад я решал подобную задачу (на основе генетического алгоритма) для цветных изображений: https://github.com/AlexeyKuklin/GenArt
На обычном ПК уровня i3 время работы порядка нескольких часов.