1 辽宁科技大学计算机与软件工程学院, 辽宁 鞍山 114051
2 辽宁科技大学电子与信息工程学院, 辽宁 鞍山 114051
多光谱图像比常见的三通道图像能够携带更多的数据信息来表示颜色, 因此大大提高了存储与传输此类信息所需要的难度。 为了解决以上问题, 研究人员提出一种将多光谱数据在存储与传输前进行压缩, 并在使用时通过过渡连接空间(ICS)对压缩数据进行重建, 而过渡连接空间决定了转换的效果。 Derhak等［JIST, 50: 53-63, 2006］提出了一种名为LabPQR的6个维度的ICS。 这个空间的前三个维度是给定光谱r在指定光观察环境(用加权表矩阵H表示)下的三刺激值向量t, 后三个维度是同色异谱黑rb在由主成分分析获得的同色异谱黑空间前三个基向量(记为矩阵B)下的组合系数tPQR。 同色异谱黑rb由基于三刺激值t的光谱分解式rb=r-Mt给出, 这里的映射矩阵M为熟知的“R-矩阵”, 同色异谱黑空间是由光谱图像数据或独立反射率训练集对应的所有同色异谱黑构成。 重建的反射率rp=Mt+BtPQR。 该研究提出一个改进的LabPQR过渡连接空间, 记为MLabPQR。 两者之间的差别就在于光谱分解式中的映射矩阵M的选取。 该方法选取M为“Wiener估计矩阵”。 Wiener估计矩阵不仅依赖于光环境H, 而且还依赖于训练光谱数据, 因此期望通过Wiener估计矩阵更能反映出光谱图像的光谱特性, 从而提高反射率重建精度。 使用NCS光谱反射率数据和一幅光谱图像作为测试样本, 分别用Munsell反射率数据集和测试样本集作为训练样本。 采用均方根误差(RMSE)和拟合优度系数(GFC)为重建光谱精度指标, 以CIELAB色差为色度精度指标对本方法进行综合评估, 并与现有的LabPQR、 LabRGB、 XYZLMS和LabW2P ICSs进行比较。 比较结果表明, 该研究的新ICS不论从光谱精度还是色度精度都优于其他ICSs。 因此新方法对光谱反射率压缩及跨媒体多光谱图像再现等相关领域有着重要的应用价值。
过渡连接空间 光谱压缩重建 维纳估计 均方根误差 拟合优度系数 Interim connection space Spectral compression and reconstruction Wiener estimation Root mean square error (RMSE) Goodness of fit coefficient (GFC) 光谱学与光谱分析
2023, 43(11): 3347
辽宁科技大学计算机与软件工程学院, 辽宁 鞍山 114051
给定物体三刺激值, 重建物体反射率在跨媒体颜色复制领域有着重要应用。 常见的重建反射率算法包括基向量法、 维纳估计法、 加权伪逆方法等, 这些方法大多都是为了建立由低维度三刺激值或者RGB向高维度光谱反射率的映射关系, 以重建的反射率与原始反射率的接近程度为评价指标, 并且需要光谱反射率数据进行训练。 但是很多工业领域在产品设计时都需要考虑到颜色恒常性(CII)问题, 以保证产品颜色在不同光照条件下具有相近的颜色表现。 光谱反射率是决定物体颜色恒常的重要属性, 为解决重建反射率进行颜色复现后产生颜色恒常性问题, Takahama 和Nyatani提出具有颜色恒常性的线性规划光谱反射率重建方法, 测试结果发现该方法重建的反射率呈现出类似“台阶”的形状, 与实际物体色反射率差别太大。 之后, Berns等在Takahama和Nyatani算法基础上, 增加了色相角等约束, 但重建出的反射率波动太大。 Li和Luo提出具有光滑约束的二次规划颜色恒常性重建反射率算法, 重建的反射率具有光滑性, 比较接近实际物体色的反射率。 提出一种非线性约束优化方法重建物体反射率, 使之具有良好的颜色恒常性和光滑性。 文中使用标准Munsell色卡中1 560个色块测量的反射率数据集对新算法进行测试, 并与其他方法进行比较。 结果表明, 该方法不仅在重建反射率的颜色恒常性指标上远比Takahama和Nyatani方法, Berns等的方法以及Li和Luo的方法要好, 而且重建反射率与原始反射率接近程度指标: 均方根误差(RMSE)和拟合优度系数(GFC)也好于其他方法。 因此该新方法对重建反射率时具有颜色恒常性要求的行业有着重要的应用价值。
光谱反射率重建 颜色变换指数 非线性规划 色适应变换 颜色恒常性 Spectral reflectance reconstruction Color inconstancy index Nonlinear programming Chromatic adaptation transform Color constancy 光谱学与光谱分析
2022, 42(4): 1044
1 辽宁科技大学电子与信息工程学院, 辽宁 鞍山 114051
2 辽宁科技大学计算机与软件工程学院, 辽宁 鞍山 114051
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。
颜色 相关色温 色偏差 查找表 三次多项式法 三角形法 抛物线法
辽宁科技大学计算机与软件工程学院, 辽宁 鞍山 114051
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uc-vc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XFYFZF导出的uF-vF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 视锥响应三刺激值LMS空间 相关色温 色度坐标空间 比例因子 牛顿法
1 北京航空航天大学 能源与动力工程学院, 北京 100191
2 北京航空航天大学 可靠性与系统工程学院, 北京100191
压电加速度传感器具有频带宽, 结构简单, 耐高温性能好等特点, 在复杂机械应力和高温应力环境下应用广泛, 是航空发动机健康监测、爆炸冲击监测等应用下必不可缺的器件。对于压电加速度传感器的设计和研究, 常使用有限元仿真法来分析其固有频率、响应及在此基础上的各种机械应力、温度应力下的状态。从压电加速度传感器的原理、结构和有限元仿真的基本流程出发, 调研了压电加速度传感器有限元仿真中的主要问题。按照不同结构类型总结了建立几何模型时的结构简化方法, 分析了螺栓预紧力的主要仿真方法; 区分部分仿真和整体仿真, 总结了固有频率的仿真方法; 按照不同激励, 讨论了不同应力的仿真实现方法。
有限元仿真 压电加速度传感器 结构简化 螺栓预紧力 固有频率 应力仿真 finite element simulation piezoelectric acceleration sensor structure simplification bolt pretension natural frequency stress simulation
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Physics, College of Liberal Arts and Sciences, National University of Defense Technology, Changsha 410073, People’s Republic of China
2 Institute of Physics, University of Rostock, A.-Einstein-Strasse 23–24, D-18059 Rostock, Germany
3 Graduate School, China Academy of Engineering Physics, Beijing 100193, People’s Republic of China
High-Z materials exhibit a broad range of variation of the charge state in the hot dense regime, and so ionic structures become complex with increasing density and temperature owing to ionization. Taking high-Z uranium as example, we study its electronic and ionic structures in the hot dense regime by combining an average-atom model with the hypernetted chain approximation. The electronic structure is described by solving the Dirac equation, taking account of relativistic effects, including broadening of the energy levels, and the effect of other ions via correlation functions. On the basis of the electronic distribution around a nucleus, the ion pair potential is constructed using the modified Gordon–Kim model in the frame of temperature-dependent density functional theory. Because of the presence of ion–ion strong coupling, the bridge function is included in the hypernetted chain approximation, which is used to calculate the correlation functions. To take account of the influence on transport properties of the strong correlation of electrons with highly charged ions, we perform both classical and Langevin molecular dynamics simulations to determine ion self-diffusion coefficients and the shear viscosity, using the Green–Kubo relation and an ion–ion pair potential with good convergence. We show that the influence of electron–ion collisions on transport properties becomes more important as the free electron density increases owing to thermal ionization.
Matter and Radiation at Extremes
2021, 6(2): 026901
1 辽宁科技大学电子与信息工程学院, 辽宁 鞍山 114051
2 辽宁科技大学计算机与软件工程学院, 辽宁 鞍山 114051
显示器特征化是颜色管理的关键问题之一, 早期人们关注的是建立显示器驱动信号RGB和色度值XYZ之间的相互转换关系, 文献中讨论最多的是GOG和PLCC模型。 最近, 为了实现同色同谱再现, 显示器的光谱特征化成为研究的热点, 而且显示器的光谱特征化在多光谱图像的再现有着重要应用。 提出采用常用的GOG和PLCC模型进行光谱特征化。 虽然GOG和PLCC模型是常用的显示器特征化模型, 但文献还没有用这两个模型进行光谱特征化的讨论。 首先基于通道独立性和各通道色品坐标恒定性的假设证明了GOG和PLCC模型均可用于显示器光谱特征化。 然后基于目前常采用的专业显示器EIZO CG277和BENQ PG2401进行了比较研究, 同时也分别探讨了采用纯色和灰阶数据进行训练GOG和PLCC模型。 比较结果表明, 采用灰阶数据训练的GOG和PLCC模型分别好于采用纯色数据训练的GOG和PLCC模型; 不论从正向还是从逆向的角度考虑采用灰阶训练的PLCC模型的精度要比SRPPM和GOG模型高, 而且PLCC模型的逆向远比SRPPM的逆向简单。 因此建议采用灰阶数据训练的PLCC模型对液晶显示器进行光谱特征化。
色品恒定性 最大值光谱辐亮度 液晶显示器 灰阶数据 光谱特征化 Chromaticity constancy Maximum spectral radiance Liquid crystal display Neutral-point data Spectral characterization 光谱学与光谱分析
2020, 40(8): 2392
辽宁科技大学计算机与软件工程学院, 辽宁 鞍山 114051
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。
视觉 Neugebauer模型 CYNSN模型 打印机特征化 多光源 三刺激值XYZ 激光与光电子学进展
2020, 57(15): 153302
Author Affiliations
Abstract
1 School of Electronics and Information Engineering, University of Science and Technology Liaoning, Anshan 114051, China
2 School of Computer and Software Engineering, University of Science and Technology Liaoning, Anshan 114051, China
3 Department of Optics, Faculty of Sciences, University of Granada, Granada 18071, Spain
4 School of Design, University of Leeds, Leeds LS2 9JT, UK
5 Datacolor, Lawrenceville, NJ 08648, USA
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.
corresponding colors von Kries transform chromatic adaptation transforms CAT02 CAT16 Chinese Optics Letters
2020, 18(3): 033301
陆军工程大学 电磁环境效应与光电工程国家级重点实验室, 南京 210007
主要关注空心导体圆柱的等效替代品-圆柱线栅笼的电磁特性，分别基于保角变换和等效电磁场理论进行了等效半径的推导，在此基础上运用电磁仿真软件CST 仿真分析了金属线栅的疏密和粗细程度对测试区电场波形的上升沿、脉宽和峰值的影响，并且对比了圆柱线栅笼和空心导体圆柱两种结构的电场分布。分析结果显示，双锥笼型结构完全能够等效代替空心导体圆柱，且进一步验证了等效半径理论的正确性。
混合模拟器 金属线栅 等效半径 电场分布 hybrid simulator metal wire grid equivalent radius electric field distribution 强激光与粒子束
2019, 31(7): 070004
