现代科技发展对温度的辐射测量提出了更高的要求, 采用波长封闭求解温度的多波长测温法得到了广泛应用。 然而准确确定被测物体发射率的函数表征是测量真实温度的难题。 引入仪器测量的概念后, 将确定物体发射率的难题转化为确定仪器发射率模型, 用物体与仪器发射率光谱分布曲线的交点波长构造真实温度封闭求解的条件, 是辐射测温的一大进步。 研究提出采用波段积分消除物体辐射二元函数带来的波长对测温的影响, 并且积分中值波长恰巧可以取代交点波长, 结合“谱色函数”实现了对上述曲线交点的捕捉, 完成了真实温度的测量。 需要明确, 测温所需波长个数并非越多越好。 对普朗克定律中第一、 第二辐射常数进行修定, 得到了广义测温模型, 使得测量所需波长数目限定为“3”, 其可以作为普朗克定律与发射率级数模型乘积表征所需测温波长的下限数目, 这是辐射测温的另一突破。 用物体辐射定义层面上的数学形式表示广义模型, 实现广义模型与线性仪器发射率的对接。 在可见光与近红外大气窗口波段内, 对广义模型和仪器测量方程进行数值拟合, 验证了定义式与广义模型在任意波段内的适应性。 在可见光波段内, 对金属钨的实验数据进行仿真计算, 结果表明: 广义模型通过调整有限的待定参数, 很好地还原了金属钨的辐射数据; “谱色函数”的设计能够实现对测温波长的有效分辨; 计算得到金属钨的温度相对误差均小于0.15%, 证明基于光谱分布曲线交点捕捉的测温方法是实现物体真实温度辐射测量的有效途径。

辐射测温以Planck定律为基础通过测量物体表面的发射辐射来反演温度。 推导了有限立体角辐射测量条件下的单色测温方程, 发现多光谱辐射测温能够实现温度和光谱发射率同时求解通常需满足特定的辐射测量条件: 进行微元立体角辐射测量或仅针对漫发射体的有限立体角辐射测量。 引入多项式发射率模型, 经过数学转化, 可以摆脱以上测量限制, 得到具有测量普适性的单色测温方程, 但却不一定能同时测量光谱发射率。 对测温方程组的多解问题进行了初步研究, 提出使测量通道数大于待求变量数及采用非线性最小二乘来解决此问题。

辐射测温是通过测量物体发出的辐射来反演温度, 辐射测量方程中含有与空间位置相关的非光谱参数, 通常需通过辐射标定予以确认。 而该研究将非光谱参数归入有限项级数形式的光谱发射率中, 这既不会影响多通道测温方程组的封闭性, 又不会影响真温求解, 从而在无需测量数据归一化的条件下, 实现了无需空间位置标定的辐射测温, 该方法仅需要标定仪器的绝对光谱响应或相对光谱响应, 但不能解得发射率。 以两个特例分别对多波长测温方法和多谱段测温方法的求解特性进行了研究。 结果表明: 对于任意的测量矢量, 有效波长不相同的多波长测温唯一解是存在的； 而多谱段测温时, 存在无解区域, 双解直线, 甚至可能存在三解直线。

由传感曲线的数学特征表明，有限项多项式完全可以满足传感器函数的拟合及其精度。通过定义相对光强和推导出与传感器函数等价的光强传递函数，建立了场景标定原理。仅改变曝光时间，保持相机的其它参数不变，建立了曝光标定原理。将两种标定原理相结合，形成了关于彩色数码相机光强传递函数的场景曝光标定方法，并对Olympus E－20p数码相机进行了标定。

当前高动态彩色数码相机的光强响应具有强烈的非线性,针对于此,用多项式这种非线性模型对彩色数码相机红、绿、蓝三通道的光强响应特性予以描述.建立了一种利用曝光时间测量CCD彩色数码相机光强响应特性的方法,通过调整快门速度获得不同的光强.同时,设计了标定实验,选用OLYMPUS E20数码相机对上述理论分析成果进行了实验验证,分别采用多项式模型和( 幂模型对实验数据进行拟合.实验结果表明,光强响应标定方法是可行的,多项式模型更适于描述彩色数码相机光强响应特性.