金属漆颜料制品的光谱双向反射分布函数（BRDF）与其组成成分有关, 快速准确重建出成分相近的金属漆颜料制品的光谱BRDF数据, 对指导金属漆颜料制品的光谱BRDF建模, 减少其光谱BRDF数据采集的人力物力成本具有重要意义。 基于散射光谱加和性原理, 提出了一种使用少数金属漆颜料制品的光谱BRDF数据重建出具有不同成分比例金属漆颜料制品的光谱BRDF数据的方法。 该方法将金属漆颜料制品的光谱BRDF视为其各组成部分光谱BRDF的线性组合, 通过求解线性方程组得出各组成部分的光谱BRDF, 然后通过赋予各组成部分光谱BRDF不同的权重, 采用加权求和方法重构出成分比例不同的金属漆颜料制品的光谱BRDF数据。 实验中, 以潘通金属色系列色卡中亮黄色系列的6个不同组成比例色卡为研究对象, 使用比较测量方法测量得到了其在45°入射角度下, 380~760 nm波长范围的半球反射空间的光谱双向反射分布函数（BRDF）值。 然后选择其中两个色卡求解出该系色卡的基础成分的光谱BRDF数据, 再通过赋予其基础成分的光谱BRDF数据不同的权重, 重建出其他四个成分比例不同的色卡的光谱BRDF数据。 实验结果表明, 在45°入射角度和半球反射空间范围的几何条件下, 重建出的四个色卡的光谱BRDF数据与实际测量的四个色卡的光谱BRDF数据具有较好的一致性, 最小均方根误差可达0.057%, 最大适应度系数可达99.998%。 实验结果表明, 所提出的方法具有精度较高, 计算简单易实现的特点, 可用于金属漆类颜料制品的光谱BRDF数据重建。

针对多基色显示系统的颜色转换问题,提出一种基于亮度因数分级BP神经网络的色度转换方法,并建立CIE标准(X,Y,Z)空间到多基色(K1,K2,…,Kn)空间的转换模型; 将整个(X,Y,Z)颜色空间按训练样本的亮度因数Y分解成多个二维子空间,并形成亮度因数分级子空间BP网序列,从而减少了从低维度空间向高维度空间进行颜色转换时出现的同色异谱问题。以五基色LED显示系统为例,对亮度因数分级BP网的有效性开展验证实验。首先根据五基色LED显示系统的实际色度参数,建立了五基色显示系统(K1,K2,K3,K4,K5)空间到CIE标准(X,Y,Z)空间的线性转换模型; 在此基础上采用最小色差匹配法,生成了典型亮度因数分级训练样本集和测试样本集,并完成了BP神经网络的训练和测试。结果表明,训练样本集的CIE1976L*a*b*平均色差达到6.37以下,并且还有进一步的改进空间,为多基色显示系统的颜色转换工作提供了一种有效的技术途径。

光谱成像可以记录拍摄场景的光谱信息, 从而实现颜色的高保真复现, 图像的光谱信息通常同时混合了物体的光谱信息和光源信息, 所以现有的光谱成像颜色还原需要通过提前放置的标定板或已知光谱特性的物体获取拍摄环境的光源信息, 再进行图像的颜色恒常性校正。 但光谱相机在实际使用过程中, 通常难以满足上述条件, 从而对图像高保真颜色还原提出挑战。 针对此问题, 提出一种光谱成像的图像颜色恒常性计算方法, 将光谱成像系统获得光谱数据转换到XYZ颜色空间, 并将图像分区域进行统计得到图像的统计点, 通过大量常见光源的分布规律, 给统计点施加位置权重和色温权重, 同时设置亮度权重去除图像中过暗和过饱和的统计点, 利用加权平均获得环境光的色度参数, 根据需求将图像的XYZ颜色空间数据转换到RGB颜色空间, 根据环境光的色度参数计算图像不同通道的增益, 从而完成光谱图像的颜色恒常性计算。 为了验证所提出算法的有效性, 对140张光谱图像进行处理, 计算算法得到的环境光色度参数和真实光源色度之间的再现角误差, 对校正结果进行评价, 结果表明提出的算法明显优于光谱图像不做处理和灰度世界法。 为进一步分析算法校正结果与人眼感知之间的联系, 设计颜色心理物理学实验中的分度实验, 18名视觉正常的观察者参与实验, 所有观察者对算法校正结果打分的平均值介于良好和优秀之间, 可以满足实际使用需求； 沿着平均色温线的方向, 观察者所允许的光源色度差异较其它方向稍大； 在图像中包含大面积记忆色时, 当光源色度差异向使记忆色饱和度增大的方向偏移时, 此时观察者所容忍的色度差异变大。 由客观和心理物理学实验结果可知, 所提出的算法可以在拍摄光源未知, 且没有标板的情况下, 较好的对光谱成像中的图像颜色恒常性进行处理, 为光谱图像的颜色高保真再现打下基础。

通过双目观察与匹配心理物理学实验，对金属漆颜料制品在两种几何条件下进行了视觉评价，随后将金属漆颜料制品的视觉平均数据分别与基于双向反射分布函数（BRDF）数据和基于PR715分光辐射计测量结果的色貌模型预测结果进行最小二乘法线性拟合。实验结果表明，在不同几何条件下，BRDF数据均可以用来对金属漆颜料制品进行色貌预测；对于三属性预测而言，在明度和彩度方面，基于BRDF数据的色貌模型预测精度不如基于PR715分光辐射计数据的色貌模型预测精度，而在色调角方面，基于BRDF数据的色貌模型预测精度则高于基于PR715分光辐射计数据的色貌模型预测精度。

多基色显示是广色域显示技术的重要发展方向，但多基色显示系统目前面临着高分辨率、高帧率多基色驱动图像的获取问题。提出一种基于广色域RGB相机的多基色驱动图像生成方法。以实际多基色LED点阵显示系统为例，首先建立了显示系统的n基色空间与标准CIE XYZ空间的转换模型，即正向转换模型；在正向模型的基础上，建立了由3基色空间到多基色空间的逆向转换模型，从而将RGB相机摄取的高分辨率彩色图像转换为n基色显示系统的驱动图像。实验中，根据典型5基色LED点阵显示器的色度参数分别建立了正向和逆向转换模型，并将ColorChecker SG色卡的广色域图像作为目标图像，完成了基色转换和色差分析。

受同色异谱影响,在测试光源下会有多种颜色对应参考光源下的某一颜色,这给颜色恒常性的形成带来了挑战。为了研究同色异谱在二维模拟场景下对颜色恒常性的影响,对CRT显示器上进行的非对称颜色匹配实验所获得的数据在同色异谱背景下进行了分析。结果显示:各测试光源下Munsell色卡上的颜色恒常性指数与其对应的同色异谱指数之间几乎不存在相关性;观察者的匹配色度值更接近基于传统完全颜色恒常性计算的理论色度值,而不是基于同色异谱体计算的质心色度值。结果表明,观察者在测试光源下的匹配结果受色卡对应的同色异谱程度的影响较小,观察者在匹配时会寻找更接近标准色卡的光谱反射比所对应的色度值,而不是同色异谱体的质心色度值。

为实现多基色显示设备多通道亮度均衡程度最优的颜色转换, 提出了一种基于凸包算法的多基色显示设备色域的界定方法, 并提出了一种通过对亮度均衡程度评价函数进行非线性优化以求解出最优亮度均衡驱动值的颜色转换算法。在XYZ颜色空间均匀取样颜色坐标, 通过凸包算法判断得到位于设备色域内的颜色坐标;计算出设备色域内颜色坐标对应的亮度均衡程度最优的多基色驱动值, 从而建立XYZ颜色空间到多基色设备颜色空间的映射关系;以小间距点阵LED六基色显示器为实验平台, 结合该显示器子像素的发光参数, 实现了色域界定与亮度均衡颜色转换。结果表明提出的方法可实现平均亮度离散系数为0.1685的颜色转换。

对新型色貌模型CAM16的颜色空间均匀性进行分析评估,发现该模型颜色空间仍旧存在视觉均匀性不够理想的问题,这将会影响跨媒体颜色再现的准确性,导致相同颜色在不同观察环境下产生色差。为此,通过BFD色差数据集对该模型进行优化,以修正视觉均匀性,进而提出更为均匀的色貌模型CAM16-J'a'b',同时采用国际通用的芒塞尔表色系统对优化后的颜色空间进行均匀性检验。结果表明,优化后的颜色空间均匀性有所提高,为跨媒体颜色再现研究提供了参考。

基于视觉心理物理学实验研究RGB-LED光源下的颜色恒常性。实验中,观察者分别在白色和红、绿、蓝、黄4种彩色的RGB-LED光源下对240个孟塞尔(Munsell)色卡进行颜色分类。实验结果表明,从白光变化到红色和绿色光源时,颜色恒常性在各颜色类别上表现均较好,与传统宽带光源下的表现接近;变化到蓝色光源时,颜色恒常性在棕、红、黄和橙色类别上表现较差;变化到黄色光源时,颜色恒常性在棕、红和橙色类别上表现较差。总体来说,红色和绿色光源下的颜色恒常性比蓝色和黄色光源下的恒常性好。实验结果可为RGB-LED光源在实际中的设计和应用提供参考。

物体的反射光谱数据能够反映其表面情况和光谱吸收特性, 利用该数据可辨别人眼难以直观发现和识别的伪装目标, 并定量表示不同的目标船只与海洋背景的差异。从色度学角度出发, 提出了基于颜色和光谱特性的两个特征评价参数, 即色差和光谱匹配系数, 以这两个评价参数作为评价伪装系统效能的参考指标, 对目标船只和我国东海南部海域的海洋背景进行相应的颜色特征提取, 并分析比较目标船只与海洋背景的反射光谱分布, 对目标进行伪装效果评估。结果表明, 通过景物的反射光谱数据, 以色差和光谱匹配系数为评价指标, 为海面船只隐身效果评估提供了新的技术途径。同时, 初步提出了目标识别概率公式, 给出了相应的实验结果, 为更加准确的隐身效果定量评价提供了参考。