提出了一种基于多光源下彩色数码相机原始数据的物体反射率预测算法。通过测量获得彩色数码相机的灵敏度函数和每个光源的光谱，建立包括噪声项的相机原始数据与物体反射率的基本线性方程。通过训练色卡（X-Rite 140色色卡）估计系统噪声，并通过多光源维纳估计算法预测反射率。用两台不同品牌的专业数码相机对本算法进行评估。结果表明，本算法在D65、U30和HZ光源下的表现最优。相比分光光度计得到的光谱反射率，Canon相机和Nikon相机对孟塞尔色卡的预测精度较高，平均CIELAB色差分别为1.59和1.40，在非接触测色和颜色复制等领域具有重要应用价值。

已有用蓝光发光二极管（LED）激发绿橙双色荧光粉的荧光粉涂覆型白光LED的中视觉发光效率最大化光谱优化问题，目标函数为最大化多个亮度水平下的平均中视觉发光效率，该优化模型是对相关色温（CCT）进行离散穷举，仅能获得固定色温下不同亮度水平的平均中视觉发光效率最大值。为了在不同亮度水平下获得最大中视觉发光效率，提出了一种目标函数简单的非线性约束优化模型，同时将CCT作为在一定范围内变化的优化参数。实验结果表明，该模型可以在满足显色指数、色彩保真度和给定中视觉亮度水平的要求下，获得最优的LED光谱，真正实现在指定亮度水平下中视觉发光效率最大化的目的。

由于光源的相关色温与色偏差计算一直是备受研究者们关注的问题,故提出了一种基于三角形法、抛物线法和三次多项式法的高效混合光源相关色温与色偏差计算方法。在色温为2000~20000 K, 1 K步长的18001条等温线上,并在色偏差范围为-0.03~0.03内以0.015间隔选取90005个测试样本,测试并比较了所提方法、Ohno方法与Robertson方法的精确度。测试结果表明,所提方法的性能优于Ohno方法与Robertson方法,且其色温和色偏差的最大绝对误差分别为0.3858 K和3.33×10 ^-6,故所提方法可被直接用于LED光谱优化与设计中。

研究了基于视锥响应三刺激值L,M,S导出的不同色品坐标空间和不同比例因子对相关色温(CCT)计算的影响,并比较了计算得到的CCT与标准CCT的差异。在Houser等收集的包含401个光谱功率分布的数据集上进行了测试,测试结果表明,采用比例因子均为1时计算得到的L,M,S直接导出的u_c-v_c空间表现最好,均值CCT绝对差异,中值CCT绝对差异和最大值CCT绝对差异分别为48,31和851 K。若将L,M,S转换到由配色函数定义的三刺激值空间X_FY_FZ_F导出的u_F-v_F空间中计算CCT,计算得到的CCT与标准CCT差异的均值CCT差异,中值CCT差异和最大值CCT差异分别为42,21和540 K。

颜色学的发展依赖于感知现象和实验数据。随着视觉色差实验数据的增加,人们试图探索研发与CIELAB颜色空间一样简单,但更加均匀的颜色空间。分析了CIELAB颜色空间的特性,并基于这些特性提出了包含4个参数的颜色空间,称之为MLAB颜色空间。新颜色空间参数的确定是非线性约束优化问题,可保证优化后的空间能很好地预测由国际照明委员会专家组收集的视觉色差数据集COM-corrected。基于COM-corrected数据集的比较表明,MLAB颜色空间显著优于CIELAB颜色空间。基于色调线性数据集和椭圆数据集的测试表明,MLAB颜色空间较CIELAB颜色空间也有一定程度的进步。

提出一种新的显示器光谱特征化方法。首先,通过奇异值分解的手段获得单通道最重要的k个基向量,这样任何单通道的光谱辐亮度都是这些基向量的线性组合,而对应的基下坐标也可通过正交性获得,从而也建立了查找表。因此对于单通道的任何驱动值,对应的光谱辐亮度便可由基向量线性表示出,组合系数通过查找表和插值技术获得。最后对于任何一组驱动值R、G、B,便可由单通道的光谱加和预测出总体光谱辐亮度。当k=1时,本文方法退化成传统的假定色品恒定的分段线性插值(PLCC)方法。同时也提出了新方法的逆向模型。测试结果表明,按色差和光谱均方根误差度量,本文提出的正向模型不仅优于传统的Gain-Offset-Gamma和PLCC模型,也优于最近提出的光谱辐射亮度分区模型和光谱辐射亮度分段分区模型。

研究了相机JPG数据线性化对基于加权多项式回归算法的光谱反射重建精度的影响,论证了是否需要在加权多项式回归算法中对JPG数据进行线性化处理。实验采用加权多项式回归算法重建反射率,以X-Rite Digital ColorChecker Semi Gloss (SG)色卡(包括140个色块和灰色色块)进行训练,GretagMacbeth ColorChecker色卡(包括24个色块和灰色色块) 和自制的44个印刷样品及48个纺织品样品做测试。采用CIEDE2000色差和均方根误差将结果与真实数据进行对比,结果表明,在加权多项式回归算法中使用原始JPG数据的效果要优于使用线性化JPG数据。基于该研究结果,对JPG数据进行线性化处理并不能提高加权多项式回归算法重建反射率的重建精度。而不进行JPG数据线性化,同样可以得到较高的光谱重建精度。在三阶加权多项式回归算法中,使用原始JPG数据的重建效果最好。

针对Cellular Yule-Nielsen Spectral Neugebauer(CYNSN)模型的逆向非线性Gauss-Seidel迭代算法进行了研究,提出采用多光源下XYZ方式降维,达到加速逆向CYNSN模型,并以3色和4色打印机数据进行测试。结果发现,对于3色油墨组合,采用1个光源(D50)下XYZ方式降维,以及4色油墨组合,2个光源(D50,A)下XYZ降维的逆向CYNSN模型,在精度(多光源下色差)和计算速度上均有优势。

Most viable modern chromatic adaptation transforms (CATs), such as CAT16 and CAT02, can trace their roots both conceptually and mathematically to a simple model formulated from the hypotheses of Johannes von Kries in 1902, known as the von Kries transform/model. However, while the von Kries transform satisfies the properties of symmetry and transitivity, most modern CATs do not satisfy these two important properties. In this Letter, we propose a generalized von Kries transform, which satisfies the symmetry and transitivity properties in addition to improving the fit to most available experimental visual datasets on corresponding colors.

研究了仪器函数形状稍微偏离对称三角形情形下的三刺激值计算问题,探索了其对应的最优加权表。结果发现,最优权重可以通过求解三个系数矩阵的线性方程组来得到,且系数矩阵是对称正定三对角矩阵。将本课题组前期研究获得的最优加权表方法推广到仪器函数形状为非对称三角形的情形。仿真结果表明,对于10 nm和20 nm测量间隔,最优加权表方法的精度优于三点和五点校正方法;对于5 nm测量间隔,最好的计算方法是先对测量数据进行三点校正,再使用直接选取方法计算三刺激值。