作者单位
摘要
1 滨州学院飞行学院,山东 滨州 256600
2 北京空间机电研究所,北京 100094
3 大连工业大学信息科学与工程学院,辽宁 大连 116034
系统地探究了典型多光谱彩色成像系统的最优光谱通道数的确定问题。在前期多目标滤色片优化选取方法的基础上,将仅限于相同通道滤色器优化的概念拓展至不同通道数最优滤色器的优化,从而达到最优通道数确定的目的。基于Munsell光谱反射率数据集构建光谱反射率成像目标,通过真实CCD成像传感器的光谱灵敏度、D65光源的光谱功率分布以及高斯滤色器模型和最大线性独立滤色器选择算法,在10个噪声水平下实现了3~31个光谱通道,即29个虚拟多光谱相机对成像目标的光谱反射率重建的仿真计算。结果表明,通道数小于8时,5通道滤色器表现最优;和A光源相比,D65光源下的5通道最优滤色器的最大带宽达到80 nm,性能有显著的提升。
色度 成像系统 计算方法 光谱通道数 多光谱彩色成像 
光学学报
2024, 44(3): 0311001
作者单位
摘要
1 华南理工大学材料科学与工程学院,广州 510640
2 广州华星光电半导体显示技术有限公司,广州 510555
3 北方民族大学材料科学与工程学院,银川 750021
稀土钼酸盐材料的光环境诱导变色性能与其自身吸收反射特性与光源功率分布相关。基于色度学原理,对比国际照明委员会规定的4种标准光源(即D65、A、F2与F11光源)的功率分布曲线,构建了不同光源间的差异函数,并分析可知此类材料一般在功率分布差异显著的光源间会呈现明显色差,当此类材料的反射率极小值位于光源差异函数的尖锐峰附近时,在相应光源间呈现较大色差,反之则色差较小。根据稀土离子的特征吸收谱线,筛选出具有光环境诱导变色效应的稀土元素,并实验验证了高温固相法所合成稀土钼酸盐变色材料。
光环境诱导变色效应 钼酸盐 稀土材料 色度学分析 allochroic effect molybdate rare earth materials chromaticity analysis 
硅酸盐学报
2023, 51(6): 1541
作者单位
摘要
安徽工程大学 人工智能学院, 安徽芜湖241000
为提高图像质量评价模型的准确性,提出一种基于色貌尺度相位一致性的全参考评价模型。首先,在CIELAB色空间的色貌指标Vividness上提取图像结构信息,得到色貌尺度上的相位一致性量值;然后,利用均方根法计算对比度相似图,并在通过上述色空间的颜色通道获取色度相似图;最后,将相位一致性、对比度以及色度三种图像特征结合,采用标准差法进行求和池化,得到全参考图像质量评价计算模型。为验证本模型的可靠性,对4个常用图像数据库中的失真图像进行测试,依据4项评价标准分析其预测精度、计算复杂度及泛化性。实验结果表明,模型在上述数据库中测得的Pearson线性相关系数值最低为0.878 1(TID2013),最高达到0.961 6(LIVE);Spearman秩相关系数值最低为0.859 2(TID2013),最高达到0.965 3(LIVE)。与多种现有方法相比,本图像质量评价模型具有更高的视觉关系预测精度。
图像质量评价 相位一致性 色度算子 标准差池化 对比度相似 image quality assessment phase consistency chrominance operator deviation summation pool contrast similarity 
光学 精密工程
2023, 31(10): 1509
作者单位
摘要
1 洛阳理工学院数学与物理教学部,河南 洛阳 471000
2 光电控制技术重点实验室,河南 洛阳 471000
3 拉瓦尔大学计算机工程实验室,魁北克 999040
成像过程中目标表面常存在大区域耀光、光斑等镜面反射光的干扰, 直接限制识别、匹配等视觉性能。提出一种基于光学偏振成像的镜面反射分量分离算法, 抑制目标表面镜面反射的影响。结合双色反射模型的偏振成像机理分析, 利用体反射与镜面反射的起偏特性差异, 提出了基于Stokes参数的体反射强度反演机制; 构建CbCr空间双色度矢量约束, 实现CbCr空间下镜面反射分量的物理隔离; 同时联合遍历式最小二乘法进行反射系数的快速求解, 高效引导镜面反射分量分离, 恢复目标表面原有细节信息。实验结果表明, 所提算法能准确抑制分离镜面反射分量, 极大保留目标原有色彩、结构、纹理特征, 场景适应性强, 目标还原度高。
镜面反射分量 偏振成像 CbCr空间双色度矢量 遍历式最小二乘法 specular reflection polarization imaging spatial CbCr-chromaticity vector traversal least squares method 
电光与控制
2023, 30(2): 36
作者单位
摘要
上海应用技术大学理学院,上海 201418
研究了基于多通道发光二极管(LED)的光谱优化模拟方法。根据光谱的线性叠加原理,将各色LED光谱导入程序,通过编程使模型在指定色温条件下输出显色指数、光效、色容差等最佳组合,以指导多通道LED照明产品调光调色应用。实验结果表明:暖白光LED与RGB(Red,Green,Blue)光混合后,在3000~5000 K色温范围内具有最佳的光度色度参数组合;在5000~8000 K范围内,冷白光LED与RGB光的混合效果最佳。探讨了各最优光谱组合解的视觉功效及非视觉功效,对光谱的最优解进行了实验验证。
视觉光学 色度 光度学 发光二极管 光谱优化 
激光与光电子学进展
2023, 60(5): 0533001
作者单位
摘要
江苏大学食品与生物工程学院, 江苏 镇江 212013
人造植物肉在其原料运输、 制糜和包装等加工环节时有发生异物污染事件, 误食异物会严重损害人的身体健康。 常规食品异物检测方法容易检测出如金属、 石头等坚硬、 深色异物, 而软质、 浅色、 透明异物却是食品异物污染事件中的主要来源且是检测的难点。 根据异物和人造肉各自化学组成成分的差异, 提出了一种人造肉中低色度差异物的高光谱成像检测方法, 根据异物与人造肉光谱信息的差异, 建立模式识别模型, 来进行人造肉中低色度差异物的判别, 最后结合数字图像处理技术对异物进行空间分布可视化。 选取了聚碳酸酯(PC)、 涤纶树脂(PET)、 聚氯乙烯(PVC)、 硅胶、 玻璃五种食品生产加工过程中常见的低色度差异物为研究对象, 模拟人造肉压片的工业制作流程, 将异物混入人造肉肉糜中, 制备混有异物的人造肉样品, 分别采集异物和人造肉感兴趣区域(ROI)的反射高光谱数据, 采用SG, SNVT, MSC, VN, 1ST及2ND六种不同的光谱预处理方法对原始光谱数据进行预处理, 然后采用主成分分析法(PCA)对预处理后的光谱数据降维, 采用连续投影算法(SPA)提取人造肉的特征波长。 分别以全波段光谱、 特征波长和主成分变量作为模式识别模型输入变量, 对比LDA, KNN, BP-ANN, LS-SVM四种模式识别模型的准确率, 优选出最佳的定性识别模型, 设置优选模型异物类别输出变量为1、 人造肉类别为0, 生成二值图像, 再结合数字图像处理技术实现人造肉中异物分布可视化, 进而实现人造肉中低色度差异物的识别。 结果表明, 采用SG预处理后的光谱在降噪方面优于其他预处理方式。 SPA法优选了人造肉10个特征波长。 全波段主成分变量结合BP-ANN模型的检测效果最佳, 准确率达98.33%。 验证了高光谱技术应用于人造肉中低色度差异物检测的可行性。
人造肉 色度差异物 高光谱成像技术 模式识别 分布可视化 Soy protein meat Low chromaticity difference foreign matter Hyperspectral imaging technology Pattern recognition Distribution visualization 
光谱学与光谱分析
2022, 42(4): 1299
作者单位
摘要
1 南京工程学院 计算机工程学院江苏南京267
2 西安交通大学 信息与通信工程学院陕西西安710049
通过分析和研究视频内容特征、编解码失真特征和传输时延特征对视频质量评价的影响,结合人眼视觉特性及其数学模型,提出了一种综合考虑传输和编解码失真的基于内容感知的无参考视频质量评价方法,并构建其数学模型。在该方法中,首先采用视频帧图像纹理复杂性特征、图像的局部对比度、时域信息及其视觉感知来描述视频内容,构建其内容感知模型,并以此探讨视频内容及其视觉感知对视频质量的影响;然后,探讨比特率与视频质量之间的关系,构建其模型,研究视频比特率对其质量的影响;接着,结合视频传输时延特征,构建了由于传输时延失真而产生的视频质量下降的质量评价模型;最后,采用凸优化方法综合3个方面的模型,提出了一种综合考虑视频内容、编解码失真、传输时延失真和视觉特性的无参考视频质量评价模型。并采用多个建立的视频数据库和开源数据库中的数据和视频进行了测试验证,并与17种现有视频质量评价模型进行了性能对比;结果表明,所提模型的精度Pearson相关系数和Spearman秩序相关系数值最小分别能够达到0.877 3和0.833 6,最大可以实现0.938 3和0.943 8,表现出了较好的泛化性能,且复杂度比较低。综合模型精度、泛化性能、复杂性3个方面的性能参数表明,所提模型是一个性能比较优异的视频质量评价模型。
视频质量评价 人类视觉特性 视频内容 亮度和色度 传输时延 Video Quality Assessment(VQA) human visual system characteristics video contents luminance and chrominance transmission delay 
光学 精密工程
2022, 30(22): 2923
作者单位
摘要
1 景德镇陶瓷大学艺术文博学院, 江西 景德镇 333001
2 复旦大学材料科学与工程学院, 上海 200433
越窑青瓷是我国最早烧制成熟的青瓷器, 其中使用瓷质匣钵烧造秘色青瓷是越窑独特的烧造技术, 为揭示越窑上林湖后司岙窑址出土的唐五代时期匣钵的工艺特征及其对装烧青瓷的影响, 采用能量色散X荧光光谱仪(ED-XRF)、 超景深显微镜、 扫描电子显微镜(SEM)等现代测试分析手段, 对后司岙窑址出土的唐五代时期瓷质匣钵、 普通匣钵、 普通青瓷、 秘色青瓷进行了元素组成、 显微结构、 吸水率等测试分析。 同时采用分光光度计, 对该遗址出土的唐五代普通青瓷和秘色青瓷表面色度进行了测试分析。 分析结果表明: 唐五代普通匣钵的基体部分和瓷质匣钵组成相似, 采用了SiO2含量约为75%、 Al2O3含量约为16%, 且与青瓷胎体类似的当地冲积粘土类原料; 而唐五代瓷质匣钵中TiO2和Fe2O3的含量高于青瓷胎体且差异略大, 说明青瓷胎体淘洗工艺更加严格。 其中普通匣钵内存在大量平均尺寸在530 μm左右, 且具有颗粒级配呈现一定规律的夹杂粗颗粒, 是一类为增加普通匣钵使用寿命特意拣选添加的高硅质原料, 增加了匣钵的透气性、 机械强度和热稳定性从而延长匣钵的使用寿命; 唐五代瓷质匣钵的气孔率为1.61%、 吸水率为0.73%, 低于普通匣钵8.18%和4.28%, 而体积密度为2.22 g·cm-3高于普通匣钵的1.99 g·cm-3, 且导热性能高于普通匣钵, 有利于减少匣钵内外温差、 缓解温度滞后现象。 另外, 上林湖后司岙窑址出土的秘色青瓷使用气孔率较低的瓷质匣钵, 并进行口沿封釉, 有效降低了装烧青瓷釉在冷却过程中被二次氧化的程度, 提高了匣钵内气氛的稳定性和青瓷釉层中Fe2+的含量, 改善了其呈色稳定性和外观效果。 同时秘色青瓷釉层略厚, 减少了胎体对产品外观的影响, 增大了釉面折射率和明亮度, 使其在CIE色度空间中相比普通青瓷处在更偏蓝绿色区域。
越窑 瓷质匣钵 秘色青瓷 化学组成 色度 Yue Kiln Porcelain sagger Mi’se celadon; Chemical composition Colorimetric 
光谱学与光谱分析
2022, 42(7): 2082
作者单位
摘要
1 福建师范大学湿润亚热带生态-地理过程教育部重点实验室, 福建 福州 350007
2 福建师范大学地理科学学院, 福建 福州 350007
赤铁矿(α-Fe2O3)和针铁矿(α-FeOOH)是风成沉积物和土壤中常见的两种致色矿物, 具有重要的环境指示意义。 赤铁矿指示干热环境条件, 针铁矿指示湿冷环境条件。 两者同存于沉积物或土壤中, 相互竞争。 在实际研究中, 通过应用两者的比例来指示环境条件的变化。 由于天然样品中赤铁矿和针铁矿含量低、 磁性弱, 传统的X射线衍射方法、 化学分析法以及岩石磁学方法都难以准确、 便捷地检测出二者的含量。 基于两者光学特征, 近年来越来越多的研究者使用漫反射光谱和色度方法尝试进行天然样品中赤铁矿和针铁矿的定量研究。 然而, 这两种方法也存在着一些问题。 漫反射光谱中赤铁矿和针铁矿特征峰强度受基底效应、 晶格离子替代等因素影响; 色度参数的红度同样受晶格离子替代影响, 黄度影响因素更为复杂。 因此, 两种方法的相关参数不能简单地等同于赤铁矿或针铁矿含量。 两种方法的对比研究显得尤为重要。 采用漫反射光谱和色度两种方法分别对干旱区的新疆博乐、 半湿润区的四川金川和湿润区的广东徐闻三个风成沉积剖面进行实验, 分析不同参数对于赤铁矿和针铁矿的指示意义及其适用范围。 在此基础上, 探讨针铁矿与赤铁矿比值的环境指示意义。 研究结果表明: (1)漫反射方法与色度方法是识别风成沉积物中针铁矿和赤铁矿信号的有效方法, 但由于影响因素复杂, 在大范围空间内仅能作为半定量指标; (2)a*能够较好地指示赤铁矿含量, Gt/Hm与b*/a*能够较好地反映针铁矿与赤铁矿之间的比值, 但Gt与b*不能很好地指示针铁矿的含量; (3)大气水热条件不能完全等同于土体水热条件。 大气降水并非完全进入土体, 温度通过蒸发作用影响土壤中水分含量, 土体水热状况受多因素影响。 大范围地理空间尺度上, 温度决定化学反应速率, 对于赤铁矿和针铁矿的生成与保存作用大于降水量。
风成沉积 针铁矿 赤铁矿 漫反射光谱 色度 气候带 Aeolian deposit Goethite Hematite Diffuse reflection spectrum Chroma Climate zone 
光谱学与光谱分析
2022, 42(6): 1684
作者单位
摘要
1 昆明理工大学材料科学与工程学院, 云南 昆明 650093
2 昆明海关技术中心, 云南 昆明 650228
珍珠的颜色是影响其品质最关键因素之一。 目前珍珠颜色的研究大多集中在不同颜色珍珠的组成元素、 致色机理及结构差异, 但对于如何直观分辨同种颜色珍珠的研究却很少。 选用三批产自安徽不同时期的淡水养殖白色珍珠, 对其进行色度学、 激光拉曼光谱测试及宝石显微镜观察, 建立白色系淡水养殖珍珠的白度值与拉曼光谱的关系并结合宝石显微镜的观察对其颜色等级的划分提供依据。 运用亨特白度公式, WHT=100-[(100-L*)2+a*2+b*2]1/2计算出不同珍珠样品的白度值, 再与拉曼光谱中由C—C伸缩振动引起的1 132 cm-1峰的峰面积和由[CO3]2-对称伸缩振动引起的文石峰面积的比值即R值进行对比发现, 淡水养殖白色珍珠的白度值与拉曼光谱中的R值成反比。 运用SPSS聚类分析对安徽产淡水养殖白色珍珠进行颜色分级, 可将其白度值划分为85以上, 85~80, 80~75和75以下四个区间, 白度值在85以上为最白, 85~80之间为较白, 80~75之间为中等白度, 75以下为最差。 安徽产淡水养殖白色珍珠的表面形貌观察发现, 白度值在85以上的珍珠表面较光滑且光泽度很强, 白度值在85~80之间的珍珠表面有一部分缺陷但光泽度较强, 白度值在80~75之间的珍珠则有较明显的缺陷光泽度也一般, 而白度值在75以下的珍珠表面则缺陷较多且光泽度较差。 珍珠表面的光滑度和光泽度会影响珍珠白度。 白度值和拉曼光谱中R值的大小均可定量表示安徽产淡水养殖白色珍珠的洁白程度, 两者之间存在一定的对应关系, 即白度值越大, 拉曼光谱中的R值越小, 珍珠越白; 珍珠表面的光滑度和光泽度可以作为评判珍珠洁白程度的辅助依据。 综合利用淡水养殖白色珍珠的色度学参数和拉曼光谱, 再结合显微结构观察对其洁白程度进行区分这也可以为淡水养殖白色珍珠颜色等级的划分提供理论依据。
安徽 淡水养殖 白色珍珠 拉曼光谱 色度 Anhui Freshwater cultured White pearls Raman spectra Chromaticity 
光谱学与光谱分析
2022, 42(5): 1504

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