设计了一种分光测色仪，使用氙灯作为分光测色仪的测量光源，设计机械结构调整紫外部分的能量在整个氙灯发光强度中的比例。使用荧光物质比例确定的标准色板作为标准物质对仪器和标准仪器进行校准。设计算法对照明光源进行修正，使得照明光源的紫外光谱辐射强度和标准仪器一致，进而降低台间差。此外，设计了实验对方案效果进行验证。未应用所提方案的仪器在CIELAB均匀颜色空间中：测量无荧光材料颜色台间差ΔE_ab的最大值为0.88，平均值为0.44；测量有荧光色台间差ΔE_ab的最大值为13.69，平均值为3.46。应用所提方案后仪器在CIELAB均匀颜色空间中：测量无荧光色台间差ΔE_ab的最大值为0.88，平均值为0.38；测量有荧光色台间差ΔE_ab的最大值为3.88，平均值为1.04。实验结果证明，使用所提方案可以较好地提升不同仪器之间对荧光色测量的台间差水平。

为了测量金属漆颗粒效果,开发了一种测量装置,构建了应用于该测量装置的金属漆颗粒效果评价模型。根据不同的色彩分布和颗粒大小选取了56个金属漆色卡构建测试样本库。用BYKMac采集样本的颗粒参数,进行视觉实验,验证了BYKMac数据的准确性。设计测量装置来获取样本图像信息,使用现有的纹理评价方法处理图像信息并将数据和视觉实验数据进行相关性比较,同时设计适用于该装置的评价方法,得到样本图像的颗粒值。该装置的测量结果与视觉数据和BYKMac数据拟合的相关系数分别为0.8770和0.9329。结果表明,该测量装置和评价方法能有效测量并得到符合人眼感知的金属漆颗粒参数。

在多种光源的45°/0°照明观测条件下,提出了一种测量金属涂料闪光效果的评价方法和开发了测量装置。根据不同的色彩分布和闪光等级,选取39张金属漆色卡并构建了测试样本库。对采集样本的多光谱图像进行校正,以符合不同光源下观察者的视觉响应。通过设定与图像相关的阈值分离闪光点和背景,以BYKmac的测试数据为标准进行标定,得到了闪光面积、闪光强度和闪光等级算法。在D65和A光源照明条件下,进一步比较实验装置对样本闪光等级的测量结果与视觉评价数据的相关性。实验结果表明:在D65光源下,实验装置和人眼数据相关系数为0.848;在A光源下,实验装置和视觉数据的相关系数为0.851。实验装置的测量效果优于现有的测量设备。

设计了一种基于实时双光路校准的分光测色仪结构, 在现有双光路设计中加入校准光源对主光路和辅助光路进行实时双光路校准.构建算法对由温度变化引起的传感器响应效率变化进行修正, 并设计实验在不同温度下对仪器采样稳定性进行评价.实验表明, 采用了实时双光路校正仪器的工作温度从10℃变化至30℃后, 测量数据稳定性标准偏差小于等于0.03, 最大偏差小于等于0.04, 相对于现有技术方案有显著改善.

在对相同材质，不同光泽的物体表面进行颜色测量时，为了去除表面光泽对颜色测量产生的影响，多选择漫射照明、8°观察角、包含镜面反射光的照明观测条件。在理想情况下，由于积分球对照明光线的匀化，测量结果不会受到材料表面光泽的影响。但是在实际仪器结构设计中，由于测量结构设计的限制导致相同光谱反射率，不同表面光泽的测试样品颜色测量结果不同。文章从理论上分析了漫射照明、8°观察角、包含镜面反射光的照明观测条件下不同光泽材料表面测量产生误差的原因，设计了一种可以同时测量颜色数据和光泽数据的测量结构，提出了一种根据被测材料表面光泽数据对 SCI测量数据进行修正的矫正模型，并设计相关实验进行验证。实验结果证明，应用该矫正模型对测量结构进行修正可以显著减小该测量误差。

为了获得特定的探测器光谱响应, 可以采用全滤色片法对滤色片进行精确匹配.在匹配计算时, 通常使用滤色片的垂直光谱透过率作为计算依据；而实际应用中斜入射的光线会导致匹配计算结果和测试结果不一致.本文在光线漫入射条件下对圆柱形状滤色片的漫入射光谱透过率计算方法进行了分析, 提出了一种由滤色片垂直入射光谱透过率计算滤色片漫入射光谱透过率的修正模型.设计了双积分球测量装置对滤色片的漫入射透过率进行检测.在该装置下检测不同滤色片的漫入射光谱透过率, 并与修正模型计算结果进行对比验证.实验结果表明, 修正模型可以在较小误差范围内由滤色片的垂直入射光谱透过率计算其漫入射光谱透过率, 应用于全滤色片匹配可以显著提高匹配结果和实际测量结果的一致性.

对表面光泽度较高的物体表面颜色进行测量，常采用漫射照明、8°观察角、消除镜面反射光的几何条件。在结构设计中，通过积分球内设置的光阱来消除镜面反射光。由于光阱的尺寸、大小的不同，导致不同结构的仪器在测量表面光泽度不同的样品时会产生较大的器间差。从理论上分析了漫射照明、8°观察角、消除镜面反射光的几何条件下不同结构的测量仪器的器间差产生原因；设计了一种可以兼容包含镜面反射光(SCI)和去除镜面反射光(SCE)几何条件的测量结构，通过对样品表面SCI和SCE数据进行同时测量获得样品表面的光泽数据；提出了一种根据被测材料表面光泽数据对SCE测量数据进行修正的修正模型，并设计相关实验进行验证。实验结果证明，应用该修正模型对测量结构进行修正可以显著减小不同仪器结构之间的测量偏差，有显著的工程应用价值。

介绍了一种光电积分式光源颜色照度测量仪器中的滤光片优化设计方法。研究了实际测量时由于光束斜入射导致的滤光片光谱透射率与垂直入射的不同所导致的设计误差，建立了漫入射有色玻璃透射率的修正模型，提出了一种基于修正模型的滤光片匹配方法，应用于颜色照度测量仪器的设计。设计了实验对匹配结果进行验证，实验结果证明修正模型有效地减小了设计误差。

光电积分式的测色仪器中, 光探测器的响应必须满足卢瑟条件.这一般是通过精确的匹配校正滤光片来实现的, 匹配的准确度与入射光束在校正滤光片中的实际光程有关由于测量条件的影响, 入射光束不可避免地包含各个方向的入射光线, 斜光束的存在会使理论计算出的匹配准确度降低.本文采用总误差面积比例最小法来评价校正滤光片的匹配准确度, 阐述了校正滤光片匹配的理论依据, 验证了斜光束光谱透射对于整个校正滤光片匹配准确度的影响, 并提出了考虑到斜光束影响的校正滤光片厚度的修正公式.以“Y”滤光片的匹配为例, 证明了修正后的公式对提高匹配准确度的意义.

在分光光度测色仪的双光路 d/0结构设计中, 通常采用积分球内壁作为参考点来消除光源波动对仪器重复性产生的影响。但是在这种情况下, 参考信号在一定程度上会受到测试样品的漫反射光的干扰, 仪器的重复性和准确性也随之降低。本文设计了一种改进的 d/0测量结构, 采用 LED复合光源作为测试光源, 在参考光路设置单独的参考白壁, 而不再将积分球内壁作为参考点 , 并建立实验进行验证。实验结果表明, 改进的光路结构可以有效的消除被测试样品的漫反射光对参考光路信号的影响。