由于场景的光谱信息受到不同照明条件的影响,故在照明不可控场景下拍摄的多光谱图像的光谱反射比重构需要进行照明光谱估计。因此,提出了一种基于单幅多光谱图像的通用方法来准确预测场景的照明光谱。首先,通过分析每个像素的响应特性设计并计算色度权重图,以寻找包含更多照明信息的像素。然后,对加权后的图像进行成分分析,以在通道域中提取光源响应特征。最后,得益于创新性引入的基于照明光谱库训练的字典学习方法,可估计出场景光源的相对光谱功率分布。所提方法在模拟数据和真实数据上的照明光谱估计平均角度误差分别为0.29和3.42,与现有的同类方法相比,表现出更优的准确性和鲁棒性。

采用IES TM-30-18色域指数表征LED光源的色域面积,并对4种色温下的20个样品光源光谱进行间隔为5nm的380~780nm波段的单色光光谱叠加仿真,计算色域面积的变化。结果表明:在各样品光源光谱上叠加380~465nm或605~780nm波段的单色光后,光源色域面积增大;叠加470~600nm波段的单色光后,光源色域面积减小。对叠加的光谱采用灯箱匹配并进行色彩鲜艳度与偏好的视觉实验,结果表明,色域面积增加的光谱的色彩鲜艳度与颜色偏好优于色域面积减小的。同时叠加两个不同峰值波长且不同幅值功率的单色光时,光源的色温基本不变,且色域面积增加2~10。对叠加单色光后的光源光谱进行仿真,得到了光谱分布与色域面积的关系,这对于优化LED光源的色域面积和视觉效果有重要意义。

对不同光谱分布的发光二极管(LED)引起的不舒适眩光进行了研究。设计开发了红/绿/蓝/白(R/G/B/W)4色LED光源模块,研究了该模块在3种不同背景亮度下的眩光效应,并在每种条件下进行了7等级量表主观评价。实验结果表明:在3种不同背景亮度下,R/G/B/W 4色LED光源产生了不同程度的眩光。在同一背景亮度下,LED亮度越大,主观实验评分越高,即产生更多的不舒适眩光。同时研究发现,B-LED光源不舒适眩光最强,W-LED光源不舒适眩光最弱,验证了统一眩光指数(R_UGR)模型对该4色LED光源的适用性。B-LED光源R_UGR计算值与主观实验不舒适眩光评分的相关性最差,W-LED光源在背景亮度L_b=19.967 cd·m ^-2时其相关性最好(R²=0.951)。

嫦娥三号全景相机具有彩色成像模式, 在发射前需先进行彩色定标, 样本真值的获取是彩色定标的前提。 传统方法获取的颜色真值在色差值和视觉感知上都与实际值存在明显的偏差。 若直接采用该颜色值作为真值进行彩色定标, 影响定标后的色差大小和定标校正后颜色的人眼视觉感知效果。 为探索更好的颜色真值获取方法, 利用实验室内测得的D65定标光源的相对光谱功率分布, 重新定义了转换矩阵中的白点坐标, 然后基于CIE颜色计算公式, 根据格拉斯曼颜色混合定律, 对XYZ与sRGB颜色空间之间的转换矩阵进行了修正, 提高了样本真值获取的准确度。 另外利用修正后的转换矩阵对sRGB空间的三刺激值曲线进行了重新计算, 对标准转换值偏离实际值的原因进行了分析。 通过地面试验验证, 相对于传统样本真值获取方法, 利用该真值获取方法定标后A, B两相机的色差值分别降低了0.8和0.73; 定标矩阵校正在轨图像时, 色差分别降低了26.50%和34.47%, 且校正后的颜色与人眼的视觉感知效果更接近。

为了测量数字相机传感器的光谱灵敏度, 提出了一种数字图像测量方法。在自然日光下, 用被测相机采集一副标准色卡的图像, 在对图像进行均匀性和线性校正后, 从标准色卡图像各色块的相机响应中计算出光谱灵敏度, 并在不同的照明光源下, 用成像方法验证数字图像测量方法与传统的单色仪测量方法的结果, 比较了两种测量方法的优缺点和精确度。实验结果表明, 两种测量方法均能获得较高精度的光谱灵敏度。

作为堆芯功率分布在线监测计算的重要输入参数, 堆内中子探测器的测量数据对堆芯功率分布在线监测具有重要影响, 因此在线监测计算中探测器失效的诊断和处理十分必要。采用谐波展开法进行堆芯功率分布的在线监测计算, 采用直接观察法、探测器测量值比较法以及探测器重构值比较法分三个阶段对探测器失效进行诊断。基于以上理论, 在在线监测系统NECP-ONION中加入探测器失效诊断功能, 利用BEAVRS基准题对失效诊断和处理进行验证。数值结果表明, 将三阶段的诊断方法结合使用, 不仅可以有效判断探测器完全失效的情况, 同时对于探测器测量值偏离正常值也具有判断能力。对于探测器失效的处理, NECP-ONION具有较好的探测器失效承受能力。当探测器测量值严重偏离正常值时, 程序可诊断其失效并去除错误测量值信息后进行重构; 当偏离正常值不足以做出失效诊断时, 在线监测程序监测计算精度在可接受范围内。

以分析密集假目标的压制干扰效果为目的, 提出了一种提高密集假目标干扰效果的干扰方法。首先研究了线性调频信号的间歇采样多假目标经过脉冲压缩后的功率分布, 然后分析了密集假目标压制干扰对CA-CFAR检测的影响, 最后根据研究的功率分布结果, 通过调整相关参数使密集假目标的压制干扰效果最优。结果表明, 该方法能大大提高干扰效果。

书法是中国传统文化独有的文字艺术表现形式。 书法作品的展陈喜好, 其实质为色彩组合喜好中的色彩图形喜好问题。 本研究针对现阶段书法作品展陈方式在颜色科学层面缺乏合理依据的问题, 以主客观实验为基础, 就照明光源及纸张色彩对传统书法展陈喜好的影响进行了分析与讨论。 研究首先通过相关色温2 500, 3 500, 4 500, 5 500和6 500 K共五种典型LED照明光源相对光谱功率分布以及白色、 黄白、 浅白、 红色、 橙色共五种典型书法纸张光谱反射率信息的测量, 获取光源及纸张色彩原始信息, 并分别将其转换至CIEXYZ以及CIECAM02颜色空间。 随后, 将光源及纸张色彩属性与基于40名观察者心理物理学实验的1 000组书法展陈喜好数据进行关联性分析, 进而从相关性分析、 多元回归分析以及正态分布分析等多个统计学角度对传统书法作品展陈喜好的影响因素进行讨论。 实验结果显示, 传统书法作品展陈照明喜好与普通场景色彩喜好相比具有显著的特殊性, 其喜好程度与明度对比、 色相对比等色彩属性相关性较低, 而主要受光源因素的影响。 本研究的开展, 将为当前传统书法作品的展陈照明工作提供有效的理论与方法参考, 对于当前博物馆及美术馆的光源设计工作具有一定的指导意义。