利用光栅光谱仪测量获取物体表面的色度特性

结合颜色光学理论和光谱反射理论,给出一种获得物体表面颜色特性的计算方法。通过自行搭建的光栅光谱仪装置测量了氙灯的发射光谱和目标样片在氙灯光源照射下的表面反射特性,然后编程,分别计算光源氙灯和样片表面在氙灯照射下的色度值,同时还可以通过色度学计算公式进一步得到不同光源照射下物体表面的色度值。这一工作对研究物体透射的色度特性和荧光物质的色度特性具有一定的借鉴意义。     

漫反射板双向反射比系数的测量

介绍了双向反射比测量仪的组成及功能,给出了测量物体双向反射比系数的方法,具体测量了在不同角度入射光照射情况下树脂板和漫反射板的双向反射比系数,分析了影响物体空间反射特性的相关因素。     

部分透明平板状物体的热辐射测量方法

对于不透明物体 ,透射比τ等于零 ,有ε ρ =1,热辐射特性可由其表面发射比ε或反射比 ρ测量得到。而对于部分透明物体而言 ,情况要复杂得多 ,必须考虑更普遍的关系式 :ε ρ τ =1。其热辐射特性测量必须考虑到透射比τ不等于零这个因素。在分析部分透明物体的热辐射特性     

双通道分光式表面色显微测量方法研究

提出了一种用于颜色产品微面积精细颜色测量、采用双通道测色分光系统的软硬件模型，给出了测量原理、实验装置和测量结果。该系统结构简单、色分辨率高，测量光谱范围为可见区，光谱分辨率为10nm，能进行较暗物体和荧光物体的微面积精细颜色测量，并能给出各种标准照明体和各种色度系统下的色度参数。     

基于半球空间光纤阵列的双向反射分布测量

提出了一种基于半球空间光纤阵列的双向反射分布函数(BRDF)测量方法与系统.将多根光纤组成的阵列均匀分布于一半球面上,使球心处物体表面反射的光在三维空间中的角分布转换为同一平面上的二维图像,经CCD采集及相应的数据处理,可实现对物体表面双向反射分布函数的快速测量.同时,利用光纤将照射激光束传输到物体表面待测点,并通过光纤的弯曲角度可改变光束的入射角.利用该测量系统对不同材质、不同加工工艺的物体表面的激光反射分布进行了初步的测量和分析.结果表明,相比传统的扫描式测量系统,该测量系统在提高测量速度的同时,避免了由于光源功率的起伏和探测器响应度的涨落所引起的测量误差,且结构简单,使用方便.     

一种测量常温物体发射率方法的实验研究

提出一种测量常温物体发射率的方法,引入了一个描述物体反射特性的参量,从理论上分析了该方法的可行性,并进行了实验测量,给出了初步实验结果。     

硅太阳能电池板的光谱BRDF测量及色度特性的研究

实验测量了硅太阳能电池板在380～780 nm内的光谱双向反射分布函数（BRDF）,分析了光谱双向反射分布函数随波长及散射角的变化趋势,将色度学理论和光散射理论相结合,寻找到光散射理论中的双向反射系数与色度学中光谱反射率因数的联系,进而获得了一种通过光谱BRDF测量实现物体色度特性表征的方法。并且采用CIELAB均匀色空间中的明度指数和色品指数、定量地描述了几种入射条件下、不同散射方向上目标样片的颜色特性。将目标样片的光谱双向反射分布函数的研究应用到颜色光学领域中,对目标的探测、识别和颜色复现等具有重要的应用价值。     

透明物体面形偏振成像测量技术综述

无偏漫射光被物体反射后变为部分偏振光,菲涅尔定律阐明了入射角和反射光偏振度的定量关系。入射面的方位角和反射光的偏振角存在90°的方位差,由此可以获得入射面的方位角。综述了透明物体面形偏振成像测量的研究进展,首先介绍了Lawrence B Wolff提出的反射模型及透明物体反射光类型;进一步介绍了基于镜面反射光偏振特性的透明物体面形偏振成像测量原理,并针对测量中存在的入射角和入射面方位角歧义问题,综述了目前国内外消除入射角和消除入射面方位角歧义的方法。鉴于已有算法均假定反射光线平行于偏振成像系统的光轴,但实际应用中常常不能满足这个假设,为此简单介绍了作者提出的基于向量运算的透明物体面形偏振成像测量方法;最后分析了透明物体面形偏振成像测量进一步的研究方向。     

基于单光子探测的目标光学散射特性研究

研究了目标物体的单光子散射回波特性,基于红外单光子探测器和皮秒激光器搭建了目标光学散射特性测量系统,以回波光子数作为单光子条件下目标光学散射特性的表征。实验研究了不同形状（球体、立方体、圆柱体、圆锥体）目标物体的单光子散射特性,并利用双向反射分布函数模型对实验结果进行拟合,理论拟合结果与实验测量结果能够很好地吻合。进一步对不同材质（瓷砖、木材、外墙砖）目标物体的单光子散射特性进行了研究,并将实验结果与传统波动散射特性进行了对比分析。该研究为单光子激光雷达远距离目标识别与探测的相关工作提供了参考。     

皮肤微区反射光谱及颜色特性的研究

本文介绍了光纤探头式皮肤反射光谱分析和颜色检测系统,该系统依据反射物体颜色测试原理,采用CCD并行处理结构,实现皮肤反射光谱快速测量,并计算出相应皮肤的颜色坐标和明度,利用该测量系统,分析了病变皮肤与正常皮肤的反射光谱和颜色,提出了实现客观识别皮肤病的对策。     

基于光谱重建技术的壁画颜色复原与评价

为了在给定的照明和观察条件下，用相机响应信号重建物体表面光谱反射率，实现颜色的高精度复原，采用了多光谱成像技术采集物体表面的多光谱图像，使用主成分分析、 R 矩阵和正则化 R 矩阵方法进行了光谱反射率重建的理论研究，并对壁画色块颜色复原进行了实验验证，取得了壁画色块的重建光谱和颜色复原数据，同时对基于正则化 R 矩阵方法的壁画色块颜色复原结果进行了评价。结果表明，正则化 R 矩阵方法进行光谱重建的光谱精度和色度精度更高，与主成分分析和 R 矩阵方法相比，色差降低了0.0732，适应度系数提高了1.10%，均方根误差降低了0.0035，光谱匹配偏指数降低了0.0225。该方法能够满足高精度颜色再现的需要，适用于文物艺术品数字化存档、文物艺术品修复等领域。     

基于Colibri配色软件的迷彩斑点颜色复制技术

针对传统迷彩斑点颜色的特点,指出人工配色方法存在的不足,并说明了利用计算机配色软件-colibri对采集的背景颜色进行计算机配色的实施方法及步骤,对所得配方进行有针对性的修正,获得与背景颜色的光谱反射曲线基本相同的配方的光谱反射曲线,并列出CIE Lab图表.通过对比可以看出,它们之间基本达到了同谱同色,符合在可见光波段的迷彩要求.     

光谱响应函数和带宽对光学复杂二类水体离水辐射反射率的影响

在海洋水色遥感研究中,Ⅱ类水体由于具有复杂的光学属性并受多种物质的共同影响,会使水色遥感数据的应用水平和反演精度降低。从中分辨率成像光谱仪（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer, MODIS）和主题绘图仪（ThematicMapper,TM）光谱通道的光谱响应函数和带宽的角度出发,分析了其对光学复杂Ⅱ类水体离水辐射反射率的影响。结果表明,MODIS的光谱响应函数和带宽对离水辐射反射率的影响远小于TM相应通道对离水辐射反射率的影响。通过进一步定量分析发现,光谱响应函数和带宽在不同通道和水体下对离水辐射反射率的影响程度不同。针对长江河口三种不同的典型水体类型,利用TM通道的离水辐射反射率模拟了整个通道上的反射率。这样可以更明显地表征出通道内的水体光谱特性,消除光谱响应函数和带宽的影响。     

多碱光电阴极膜厚对阴极灵敏度的影响研究

叙述了多碱光电阴极光谱反射的特点,测量了超二代微光像增强器多碱光电阴极的光谱反射曲线,分析了光谱响应曲线产生干涉加强峰和干涉减弱峰的原因,比较了不同膜层厚度多碱阴极光谱反射曲线的区别.根据能量守恒定律,利用实测的多碱光电阴极光谱反射率和光谱透过率,计算出多碱光电阴极的光谱吸收曲线,通过研究不同厚度多碱阴极的光谱吸收,发现多碱光电阴极膜层厚度加厚并不会提高其对所有波段光吸收率的特点.厚度增加只会增加短波和长波的光吸收率,但中波的光吸收率不会增加反而下降,这是由于受到光谱反射的影响.阴极膜层的厚度既影响光谱反射和光谱透过,又会影响光谱吸收,因此也影响多碱阴极的光谱响应,所以多碱光电阴极的膜层厚度是影响多碱光电阴极灵敏度的一个关键参数.实践证明,转移式技术制作的多碱光电阴极膜层厚度也存在一个最佳值,超过这一最佳厚度,阴极的灵敏度不增反降,这是因为红外光谱响应增加不多,但中波光谱响应下降很多.所以对转移式多碱光电阴极而言,实践证明当膜层厚度达到最佳厚度时,膜层呈现淡红色,在制作过程中要控制好阴极膜层的厚度,这样才可能获得较高的阴极灵敏度.     

Inversion of ocean color observations using particle swarm optimization

Inversion of ocean color reflectance measurements can be cast as an optimization problem, where particular parameters of a forward model are optimized in order to make the forward-modeled spectral reflectance match the spectral reflectance of a given in situ sample. Here, a simulated ocean color dataset is used to test the capability of a recently introduced global optimization process, particle swarm optimization (PSO), in the retrieval of optical properties from ocean color. The performance of the PSO method was compared with the more common genetic algorithms (GA) in terms of model accuracy and computation time. The PSO method has been shown to outperform the GA in terms of model error. Of particular importance to ocean color remote sensing is the speed advantage that PSO affords over GA.     

一种处理多光谱彩色合成图像的白平衡法

多光谱彩色合成图像是直接提取多光谱图像中的R、G、B波段合成的彩色图像.但由于多光谱成像探测器光谱响应性能的差异,造成合成的彩色图像偏色严重,为了重现真实色彩,需进行颜色校正.针对目前传统白平衡法与色度学合成法的不足,提出了一种基于光谱信息的改进白平衡法,用于多光谱彩色合成图像的颜色校正.经实验验证,该方法不仅实现简单,校正过程中不需要标准真彩色图像,也不需要预测图像中所有地物的光谱反射率,而且改进了传统算法,获得的图像更为真实.     

基于改进R矩阵方法的光谱反射率重建研究

为了解决传统R矩阵方法重建光谱反射率过程中的病态问题,提出了一种正则化R矩阵改进方法。研究了如何使用Tikhonov正则化来限制R矩阵方法求解Moore-Penrose伪逆矩阵中所产生的病态问题,同时使用L曲线方法从训练样本数据中得到有效限制病态情况的最优正则化参数。实验结果表明:与R矩阵方法相比,改进的正则化R矩阵方法重建的光谱精度的平均均方根误差值降低了0.004 25,平均适应度系数值提高了1.325%,色度精度的平均色差值降低了0.141 9,并且在实际的应用中具有较好的表现。该方法能够满足精度较高的文物艺术品颜色再现的需要。     

A method for generating Simulated nighttime road images under automotive headlamp lights

This study proposes a new calculation method for generating real nighttime lamp-lit images. In order to improve the color appearance in the prediction of a nighttime lamp-lighted road scene, the lamp-lit image is synthesized based on spectral distribution using the estimated local spectral distribution of the headlamps and the surface reflectance of every object. The principal component analysis method is introduced to estimate the surface color of an object and the local spectral distribution of the headlamps is calculated based on the illuminance data and spectral distribution of the illuminating headlamps. High-intensity discharge and halogen lamps are utilized to create beam patterns and captured road scenes are used as background images to simulate actual headlamp-lit images on a monitor. As a result, the reproduced images presented a color appearance that was very close to a real nighttime road image illuminated by single and multiple headlamps.