采用光学多道分析技术快速测定物体颜色

0 前言以往的颜色测量方法都是采用模拟人眼的光谱响应特性进行比较测量。近年来随着计算机技术的发展,出现了许多种带有微电脑计算功能的光电积分法测色仪,也出现了带有分光系统的光谱光度法测色仪。它们通常采用光栅扫描或棱镜扫描,得到一幅光谱图需要较长时间,这就使得一些要求快速测定颜色的场合难以满足要求。本文介绍的装置仅需40ms就完成采样,快速获得物体在380nm～780nm范围一幅光谱特性曲线。     

扫描仪标准扫描原稿的制作及应用

图像复制过程中的质量控制是实现图像复制颜色再现和阶调再现的最主要工作.扫描仪是印前系统图像输入的主要设备,扫描仪的物理特性以及对原稿色彩与阶调信息的再现能力对最终的图像复制质量有非常重要的影响.因此,对扫描仪的扫描特性进行测试与校准是图像质量控制的重要工作.介绍了设计制作的扫描仪测试标准扫描原稿,并在Heidelberg色彩管理套件的Scanopen软件环境下利用该原稿对扫描仪颜色特性进行测试并生成ICC标准的设备特性文件.还对自行设计的标准扫描原稿与IT8.7/2标准原稿进行测试与讨论,并对扫描仪的标准化校正提出了一些想法.     

ATOS扫描仪对汽车的扫描测量

ATOS流动式光学扫描仪基于光栅原理,是逆向工程领域中一种先进的非接触式光学扫描设备,在汽车、飞机等许多行业中都得到广泛的应用.结合该设备在汽车工业中的应用,介绍ATOS扫描仪的工作原理、参考点的使用和扫描测量工件的方式.     

轴箱振动计算轨道不平顺方法研究

为实现在既有运营线路上动态测量轨道不平顺,对通过轴箱的加速度信息计算轨道不平顺的方法进行研究.分析了在时域和频域上使用轴箱加速度轨道不平顺的计算方法,并在同济大学轨道交通实验线上进行实验测试.分别使用频域和时域计算法对测试数据进行分析处理,得到轨道不平顺.对使用上述两种方法的计算结果进行验证比较和理论分析.实验结果表明...     

基于线阵CCD的光谱仪定标研究

光谱仪是一种基本光谱检测和分析仪器,以线阵CCD为探测核心是设备微型化的重要手段,CCD各光敏像元输出信号与待测光谱波长及光谱辐射通量之间对应关系成为定标的主要内容.研究了常规线性拟合方法,应用校准结果测量发现有时误差较大,利用低压汞灯特征谱线为基准,采用最小二乘法曲线拟合完成波长定标,计算出拟合曲线的3阶校正参数;利用辐射标准灯完成光谱辐射定标,解决了光束经过光学系统传输损耗及线阵CCD光谱响应灵敏度测量的困难,并对定标方案进行了数学推导证明.对大量实验数据进行分析表明,该定标方法是切实可行的,并成功应用到微型光谱仪器的生产过程.     

马铃薯机械碰撞有限元分析与试验研究

为了得到马铃薯机械碰撞的安全高度,采用三维扫描仪对马铃薯进行三维扫描,运用Hy-perMesh和ANSYS/LS-DYNA软件建立马铃薯机械碰撞模型并进行有限元分析,得到马铃薯在不同碰撞高度的极限应力值.在不同高度对新鲜马铃薯进行刚体-柔体碰撞损伤试验,根据催化反应后的颜色判断马铃薯的损伤程度,并将得到的试验结果与有限元分析结果进行对比,得出马铃薯距刚体高度28cm时与刚体碰撞的应力值为1.813MPa,该应力值最接近马铃薯的碰坏应力值,此时马铃薯的损伤率＜4％.此结果为有关马铃薯装车高度、运输加工及马铃薯收获机具的设计提供了理论依据.     

基于MATLAB工具箱的机组负荷分配的建模与优化

提出一种利用MATLAB工具箱解决机组负荷优化分配的方法.首先利用曲线拟合工具箱拟合机组的煤耗特性曲线进行建模,再使用优化工具箱进行负荷优化分配.经过仿真计算,得到了比等微增率法更优的结果.此方法简洁实用,方便快捷.     

基于MATLAB工具箱的机组负荷分配的建模与优化

提出一种利用MATLAB工具箱解决机组负荷优化分配的方法.首先利用曲线拟合工具箱拟合机组的煤耗特性曲线进行建模,再使用优化工具箱进行负荷优化分配.经过仿真计算,得到了比等微增率法更优的结果.此方法简洁实用,方便快捷.     

ARRAY 2905HD底片扫描仪性能测试

对ARRAY 2905HD底片扫描仪扫描时的灰度-光学密度关系、噪声、散射等特性进行了测试,给出了G-D转换公式、噪声数据和散射特性等测试结果.这些测试结果为扫描仪在胶片定量扫描时的最佳应用提供了可靠的依据.     

基于TCS3414CS的高精度色差计

提出了一种抗干扰能力强、高精度、低成本的色差计实现的方法。其采用IIC总线的16位高精度TCS3414CS颜色传感器和不受环境光线影响的光学积分球结构来实现颜色测量,并运用线性矩阵法对光谱三刺激值光谱响应曲线进行修正,基于CIE1976 Lab空间,计算出色差结果。采用ColorChecker与NCS标准颜色相近的色卡作为色差实验样本,实验结果表明其精度高。     

提高测色系统精度的数学模型的确定

本文提出了一种提高测色系统精度的数值修正法。它是寻找最佳的数学模型，对彩色传感器的光谱特性进行修正，使之与ＣＩＥ标准色度观察者三刺激值相趋近。测色系统的微机部分存贮了拟合的数学模型。每次测量，将彩色传感器的输出代入该模型中，就可以直接计算出被测色的三刺激值，进而求出其它表色参数。     

基于ICC标准的彩色扫描仪色彩检测及标定

对彩色扫描仪的 ICC Profile文件结构进行了详细的分析 ,给出了建立扫描仪 ICC Profile文件的矩阵模型和查表模型 ,提出了使用 IT8.7/ 2色靶、最小二乘回归法和多项式的方法求解模型中的系数的方法。最后给出了实验结果 ,表明建立的ICC Profile文件能够满足实际的需要     

频谱泄漏抑制与改进介损角测量算法研究

研究分析了非同步采样时频谱泄漏和栅栏效应对介损角测量误差的影响,提出了一种基于Hanning自卷积窗的改进FFT介损角测量算法.首先采用Hanning自卷积窗对电压电流信号加权,然后利用离散频谱插值算法和多项式拟合方法进行离散频谱校正,获得基波相位角,最后根据电压、电流基波相位差实现介损角测量.在非同步采样时,本文算法只需用4阶Hanning自卷积窗进行加权即可充分抑制频谱泄漏的影响,基于改进FFT的介损角插值计算式具有运算量小,易于实现的特点.基波频率波动、采样频率变化、白噪声影响、谐波变化等情况下的介损角仿真测量实验结果和实验室条件下的实际测量结果验证了本文算法的准确性和有效性.     

超光谱成像仪的精细光谱定标

为了精细标定棱镜色散超光谱成像仪1024×80光谱像元的中心波长和响应带宽,建立了一套光谱定标装置,提出了实现1nm光谱定标精度的定标方法。首先,介绍了产生谱线弯曲与谱线倾斜的原因,确定了精细光谱定标的方法和数据处理算法;然后,利用光谱定标装置测定了全部光谱响应像元的离散单色光响应值,利用高斯方程拟合了相对光谱响应曲线;最后,建立了中心波长矩阵表和带宽矩阵表,采用多项式拟合算法确定了空间视场像元的色散方程和光谱通道谱线弯曲方程,实验测定了温度变化谱线漂移结果。另外,还对光谱定标精度对辐射定标精度的影响进行了分析。光谱定标结果表明:超光谱成像仪的光谱定标精度达到了±1nm,各谱段带宽平均为8.75nm;色散方程及谱线弯曲与设计结果相符,谱线弯曲值为14～19nm,平均值为17nm;1nm的定标精度对辐射定标精度的影响分别小于1%(3000K黑体)和0.25%(6000K黑体),满足超光谱成像仪1nm光谱定标精度的要求。     

大口径长条形反射镜组件自重变形的仿真与试验

研究了空间光学遥感器的大口径长条形反射镜组件在自重载荷作用下的面形变化,实验验证和定量分析了Zernike多项式拟合法以及球面方程拟合法得到的仿真分析结果的精度。介绍了Zernike多项式拟合法以及球面方程拟合法的基本原理,分别用这两种算法对大口径长条形反射镜组件在自重载荷作用下的面形变化进行了仿真分析。根据误差合成原理,提出了依据翻转前后两个状态的面形检测结果计算镜面面形变化的方法;针对离轴反射镜在面形检测过程中存在离轴量与镜面像散互相补偿的现象,求解了离轴量变化量与镜面像散的关系。试验结果显示:Zernike多项式拟合法的计算精度为74.2%,而球面方程拟合法的计算精度为12.6%;对仿真分析结果的误差评价表明,采用有限元法得到的仿真分析结果的理论精度值为10%左右,与球面方程拟合方法的计算精度12.6%基本吻合。研究表明,由于Zernike多项式拟合法自身的局限性,不适合对长条形反射镜面形变化进行拟合,而球面方程拟合法的计算精度能够满足工程要求。     

高速列车轮对磨耗统计规律及预测模型

为研究我国高速列车轮对踏面磨耗规律,对某线路服役高速动车组进行跟踪测试,记录其镟轮周期内的踏面磨耗量,并基于对磨耗统计特征的两次拟合提出轮对型面磨耗预测函数模型。对某高速线路实测型面磨耗量进行拟合,分别得到各走行里程下磨耗量关于型面位置的拟合函数;并进一步对各走行里程下的拟合函数系数进行二次拟合,得到磨耗量关于型面位置及走行里程的二元预测函数。在模型的预测精度与适用性验证时,对比相同走行里程下预测型面和实测型面在轮轨接触几何关系与车辆各关键部件加速度响应两方面结果。对比结果显示,提出的磨耗预测模型在轮轨接触点、等效锥度、轮轨作用力及车辆安全性等各方面均与线路实测结果具有很好的一致性。     

测量自聚焦光纤透镜聚焦常数的曲线拟合算法

提出了基于曲线拟合的光纤透镜聚焦常数的测试方法,用于超小自聚焦光纤探头研制过程中聚焦常数的直接测试。基于自聚焦光纤透镜模型及其折射率分布特征,研究了测量自聚焦光纤透镜聚焦常数的二次多项式拟合和线性化拟合算法。论述了聚焦常数对超小自聚焦光纤探针传光性能的影响。利用光纤端面折射率测试仪测试自聚焦光纤的折射率分布轮廓曲线,根据二次多项式拟合和线性化拟合算法分别求得聚焦常数和中心折射率。实验结果显示,利用二次多项式拟合算法和线性拟合算法求出的聚焦常数分别为5.587mm-1和5.513mm-1,与厂家的标称值5.5mm-1基本吻合,表明曲线拟合算法适用于对自聚焦光纤透镜聚焦常数的测量与分析。     

彩色扫描仪的特征化

阐述了扫描仪特征化的原理和方法.采用多项式回归和人工神经网络技术,建立了扫描仪记录的RGB信息和原影像CIEXYZ及CIELAB色度信息之间的非线性对应关系.对4个常用扫描仪,实验得到了合理的多项式和人工神经网络结构.发现多项式项数为10较为合适,达到的CIELAB平均色差和最大色差分别在1.6～3.0和8～13个色差单位之间;6个隐含层神经元为人工神经网络较为合理的结构,达到的CIELAB平均色差和最大色差分别在1.4～2.6和6～8个色差单位之间.实验结果表明,对常用扫描仪的特征化,可采用多项式回归或人工神经网络技术,其中人工神经网络技术精度较高.     

The color rendition of microscopical stains by the dyes produced in reversal color films (author's transl)]

When comparing spectral and colorimetric data of colors of our natural environment with the data of microscopical stains, we observe considerable differences in spectral transmittance respectively reflectance. Furthermore, the spectral locus of these colors are situated at very different positions in the color space or in a chromaticity diagram. By this reason, we must anticipate that usual color reversal materials being optimized in the very first line for the reproduction of colors like foliage green, sky blue or earth, cannot render the hues of histological stains in a satisfying manner. To prove this assertion, the reproducible ranges of hues in the color space were calculated by means of the spectral densities of the dyes developed in the three layers of various color reversal films, and these results were then compared with the spectral data of some stains often applied for histology (H-E, Goldner, Azan etc.). By this method, we find that no color film examined can reproduce in a sufficient manner all these stains at the same time. The results can allow for color micrography the selection of a definite film for best possible color matching of a least one interesting range of color.     

Zernike矩边缘检测与多项式拟合的CT图像三维测量算法

针对工业CT切片z方向分辨率不足问题,研究一种Zernike矩边缘检测与多项式拟合结合、自动预测顶端的高精度三维测量算法。首先通过Zernike矩对每张切片图像提取亚像素级轮廓,并用多项式拟合该轮廓;然后对拟合曲线进行等相角间隔采样,并建立同相角的轮廓点匹配,采用层间插值算法得到中间层的轮廓点并外插预估工件顶端点;最后采用台体法计算工件体积。对体积相等的圆柱、圆锥和半球3个标准试块进行CT扫描、测量并分析了测量误差的来源。实验结果表明,对实际工件体积测量误差降低到1%以下,能够满足工程应用中的自动、快速、高精度体积测量要求。