一种基于单色测量的迷彩色光谱反射比测量计算方法

提出一种基于单色测量的迷彩色光谱反射比的测量计算方法。这种方法根据单色光通量的计算方法推导得出,以单色块反射比的测量为基础,根据单色块光谱反射比和各单色在迷彩样品中所占面积,可计算出迷彩样品的光谱反射比。通过实地测量实验进行对比验证,证明了此计算方法具有一定的可行性。     

定向-半球光谱反射比的测量与分析

为研究材料反射比随波长的变化,建立了基于光栅单色仪和积分球的定向-半球光谱反射比测量系统。用定向-半球反射比为0.5的标准灰板对系统性能进行检验,并对系统中各因素对测量结果的影响进行了分析。对与太阳能利用相关的材料在350~1100nm范围内的定向-半球光谱反射比进行了测量。系统稳定性好,多次测量的标准偏差远小千0.5%;精度高.系统的的测量误差可以控制在0.8%以内;系统扩展性强,适当调整配置,可测量定向-半球光谱透射比。     

基于独立成分分析法ICA的多光谱重建

构造了一个6通道,8-bit多光谱相机(MSC)模型作为图像采集装置(包括一个三色数码相机和一个滤光片),在多光谱成像技术基础上,通过模拟相机的数码响应,对物体表面的反射光谱进行重建。由数码相机的响应值得到物体的光谱反射比。使用独立成分分析法来进行数据压缩,光谱重建结果分别用CIE1976色差,光谱反射比RMS误差和反射比相对误差进行评价。20例训练样本的平均CIE1976色差为0.1579,平均反射比均方差为0.0099,平均反射比相对误差为0.0107;12例待测样品的平均CIE1976色差为0.7150,平均反射比均方差为0.0309,平均反射比相对误差为0.0312。结果说明,基于独立成分分析法的光谱重建是一种有效的光谱重建方法。     

低温分子束外延生长的GaMnAs反射光谱的低能振荡现象

通过傅里叶变换红外光谱和光调制反射光谱技术测量了不同Mn含量的低温分子束外延生长在GaAs衬底上的GaMnAs样品的反射光谱.在低于Ga(Mn)As带边的红外反射光谱和光调制反射光谱上观测到低能振荡现象.通过分析振荡产生的原因并使用双层界面反射模型拟合了红外反射光谱的低能振荡过程,拟合结果与实验相符.研究表明,反射光谱的低能振荡是由于GaMnAs中空穴浓度的变化导致GaMnAs中的折射率发生变化,GaMnAs与衬底GaAs之间的折射率差导致了不同Mn含量的GaMnAs材料的反射谱的低能振荡现象.测量了不同 关键词： GaMnAs 反射光谱 空穴浓度 折射率     

绝对光谱反射比的测量和反射色标准

一、概念和方法 反射色的测量就是在指定的照明和探测条仆下进行光谱漫反射比的测量.它要求测量物体表面反射的通量和入射在该表面上的通量;两者之比即为反射比[1].这种测量通常是很困难的.在实际应用中,大多数只按相对于一个已知绝对反射比值的工作标准来进行.在色度学的推荐中,国际照明委员会(CIE)以前采用规约的方法(将烟熏MgO的反射比值取为1)来校准工作标准的.从1970年起。CIE规定反射色三刺激值的计算必须用绝对光谱反射比值[1].同时反射比的测量又扩大到非可见波段。广泛应用到遥感技术、化学分析、测温控温及资源考查等方面,因…     

基于积分球反射计的红外光谱发射率测量系统校正方法

针对非理想参考反射标准对光谱发射率测量结果的影响,基于积分球反射计的红外发射率测量系统原理,提出了一种适用于反射法光谱发射率测量系统的校正方法。通过参考反射标准样光谱反射率的数据拟合,得到反射率的曲线方程,计算反射测量系统的校正系数,校正参考标准样的输出电压,推导出光谱反射率为1的参考标准样输出电压曲线,消除了非理想参考标准造成的系统误差。应用该修正方法对基于积分球反射计的太阳能选择吸收涂层光谱发射率测量系统进行了校正,将校正后的光谱发射率测量结果与能量比较法的测量结果进行对比,验证了校正方法的可行性,有效性,提高了光谱发射率测量的准确度。     

野外地物反射光谱的测试原理及其在农业上的应用

本文讨论了双向反射率分布函数、双向反射率、双向反射率因子等光谱反射率之间的关系，并指出了在一定条件下，技术中野外测量地物反射光谱所得的双向反射率因子和物理学中惯用的半球反射率是一致的；还讨论了野外动物反射光谱测试中的几个具体问题及其在农业上的一些应用例子．     

靶丸壳层厚度及其分布的白光反射光谱测量技术

为了精密检测靶丸壳层厚度及其分布数据,开展了靶丸壳层厚度及其分布的白光反射光谱测量技术研究。介绍了靶丸壳层的白光反射光谱及其光谱数据处理方法（极值法、峰值拟合法、干涉级次校正法等）的基本原理,搭建了基于白光反射光谱的精密回转轴系测量装置;开展了GDP靶丸壳层厚度及其分布的白光反射光谱测量、数据处理和可靠性验证实验,获得了靶丸壳层厚度圆周分布曲线。结果表明,基于峰值拟合法和干涉级次校正的白光反射光谱技术可实现靶丸壳层厚度及其分布的准确测量,其测量误差小于0.1 μm。     

紫外辐射和紫外漫反射光谱校正及测量

随着环保、医疗、保健、农业的发展对非照明用的近紫外光源的品种和数量的要求日益增加，因对紫外荧光粉和紫外灯光参数的测量也已提到日程上来。本工作的重点在于选择适当的卤钨灯做辐射标准灯，选择海伦板为温反射标准白板，按适当的测光方式在现有的分光探测系统上实现光谱功率校正，以高压氙灯为光源（因其紫外部分的光谱功率分布缓慢连续变化，以国产高纯ＭｇＯ为参比，实现粉体材料紫外光谱反射比的相对测量。     

近红外等效光谱测量方法研究

便携式近红外光谱仪器测量低反射率或透过率样品的漫反射率或透过率光谱时,由于仪器噪声的影响,光谱数据小、信噪比低,即使采用降噪数据处理,所得光谱数据仍无法满足分析精度的要求。因此研究了近红外等效光谱测量方法：根据低反射率或透过率样品在常规测量条件下反射信号的强度,增大仪器测量时光源电流以增大样品扫描信号、减小参比反射或透射光强以避免参比信号超量程,并计算得与常规测量方法相同的等效光谱,以提高样品近红外反射率或透过率光谱数据的信噪比。理论分析和实验结果表明采用近红外等效光谱测量方法,可获得与常规测量方法的光谱数据相同、且信噪比增大的等效光谱。     

基于近地遥感系统的小麦玉米冠层RVI和NDVI获取影响因素分析

以大型喷灌机为平台的近地遥感技术可有效观测作物的生长状态,对田间生产管理和作物水肥需求特性等研究具有十分重要的意义。由于在遥感观测过程中,作物冠层具有二向反射特性,因此不同观测方式会影响遥感观测结果。通过自行搭建的近地遥感系统模拟大型喷灌机平台的实地观测条件,使用双通道光谱传感器获取小麦与玉米冠层的光谱反射率信息,引入变异系数CV对由冠层二向反射特性引起的信息数据变幅进行量化,并采用影响因素权重W分析各观测参数对数据变幅的影响程度。通过获取2019年冬小麦返青期至灌浆期、夏玉米V7-V14生育期的冠层近红外波段（810 nm）和红光波段（650 nm）的反射率数据,分析多种观测因素对比值植被指数（RVI）数据和植被归一化指数（NDVI）数据的影响。结果表明,观测高度（0.5~2.5 m）、观测频率（2~60次·min-1）和移动速度（0~4 m·min-1）与观测结果无显著相关关系（p＞0.05）,观测时刻（8:00-18:00）、观测天顶角（-60°~60°）和观测方位角（0°~180°）与观测结果相关关系极为显著（p＜0.01）;小麦和玉米的冠层RVI、NDVI数据获取结果主要取决于冠层覆盖程度,在相同叶面积指数（LAI）情况下观测结果也会因观测时刻、观测方位角和观测天顶角的差异而受到不同程度的影响;冠层光谱反射率信息二向反射特性明显,小麦冠层RVI和NDVI变异系数分别为15%~50%和2%~50%,玉米冠层RVI和NDVI变异系数分别为10%~33%和18%~39%;进行观测时,应尽量选择在太阳天顶角较稳定的12:00-14:00时段,并尽量缩短观测时长,还应选择固定的观测角度,注意阴影效应与热点效应的影响;此外,在小麦返青至拔节期、抽穗至扬花期获取RVI和NDVI时,还应分别注意观测天顶角、观测时刻对测量精度的干扰。研究结果可为快速获取高精度的小麦、玉米冠层光谱反射率数据提供技术支撑。     

多碱光电阴极光谱响应峰值位置移动技术研究

研究字多碱光电阴极光谱响应峰值位置移动技术。利用多碱光电阴极多信民测控技术，可以控制光电阴极光谱响应峰值位置，以满足不同性能光电管光谱匹配的需要，对夜天光辐射以及一些材料的光谱反射，利用多信息量测控技术，可以将多碱光电阴极的光谱响应峰值移至０．８μｍ处。     

基于多光谱成像的光谱反射率重建

一些对颜色重现要求较高的应用领域需要获取目标表面上各点的光谱反射率。大多数天然物质表面的光谱反射率曲线比较平滑,可视为几个基向量的线性组合。基于这一原理的多光谱成像技术可以准确快速地重建目标表面的光谱反射率。通过对NCS色卡进行主成分分析,得出了彩色印刷品光谱反射率的基向量。建立了一个多光谱成像系统,用以比较基向量个数不同对反射率重建效果的影响。     

光照光谱功率分布的估计和颜色分割

提出了应用有限维线性模型和双色反射模型和双色反射模型抽表示而物体颜色的本征特性的方法，首先估计出光照的光谱功率分布，再获取物体的表面光谱反射率，从而得到和光照与几何条件无关的归一化偏差光谱反射率，它仅反映物体的表面反射特性，可作为颜色分割和识别的可靠特征。     

星载大气痕量气体差分吸收光谱仪定标系统中铝漫反射板实验测量研究

星载大气痕量气体差分吸收光谱仪采用太阳辐射与漫反射板组合方式进行在轨光谱定标,以天底推扫方式对地观测,拥有114°的大视场. 为保证全视场光谱定标精度,此星载仪器的在轨光谱定标系统中的铝漫反射板需具有良好的朗伯特性,以保证在仪器观测视场内能够提供均匀的光源. 在实验室中利用双向反射分布函数测量仪,采用相对测量法对研制的铝漫反射板进行了朗伯特性测量. 分析结果表明,在波长180–880 nm、观测角度-70°–+70°范围内,铝漫反射板双向反射分布函数近似成余弦分布,具有较好的朗伯特性;并采用地面模拟在轨定标方法对星载仪器进行了光谱定标,定标结果表明最大偏差值为0.022 nm,满足定标精度优于0.05 nm的要求. 通过对实验测量的分析可知,研制的铝漫反射板可选作在轨定标系统的定标板. 关键词： 在轨光谱定标系统 铝漫反射板 双向反射分布函数 星载差分吸收光谱仪器     

基于光谱连接空间的彩色相机光谱重构研究

针对彩色相机三通道响应值重构光谱反射率精度低的问题,提出了基于光谱连接空间的彩色相机光谱反射率重构方法。首先通过光谱反射率已知的训练样本集和多项式拟合方法建立相机响应值到光谱连接空间的转换矩阵,然后利用该矩阵将待重构样本的相机响应值映射到光谱连接空间,最后选用合适的光谱重构算法在光谱连接空间内实现光谱反射率重构,并利用色度误差和光谱误差两个指标对重构结果进行评价。在上述过程中,鉴于转换矩阵的重要性,采用了基于反距离加权的最小二乘法计算转换矩阵以提高相机响应值到光谱连接空间的转换精度。实验结果表明:本文方法切实可行且精度可靠,与基于彩色相机三通道响应值的光谱重构方法相比,色度重构精度和光谱重构精度均显著提高,平均色差和谱差分别为1.145 2和0.010 3,可在较大程度上满足数字典藏、高保真颜色复制等的需要。     

一种离散点插值算法用于重建光谱反射率

提出了一种用离散点插值算法来重建光谱反射率的方法。首先建立数字相机响应值与典型反射样品表面光谱反射率之间的查找表,然后进行Delaullay分区、提取和插值,最后通过数字相机的输出数据来准确地重建物体表面的光谱反射率。实验结果表明,该方法能够重建典型反射样品的光谱反射率,能够实时获取被摄场景的多光谱图像,易于硬件的实现。     

Modified Spectral Neugebauer Model for Printer Characterization

Spectral Neugebauer model is widely used for spectral reflectance prediction during printer characterization. However, several factors reduce the predication precision. Thus, an improved cellular Yule-Nielson spectral Neugebauer (CYNSN) model is proposed, which modifies the traditional spectral Neugebauer model in three main aspects: (1) First, in order to adjust the nonlinearities between the predicated and measured spectral reflectance, an iteratively calculated Yule-Nielson exponent is added to the reflectance values within the Neugebauer equations. (2) Second, the quantity of Neugebauer primaries is increased by dividing the CMY colorant space into 4³ uniform cellular subdomains. (3) Third, the mapping functions are developed to map the area coverages' theoretical values to their effective values within the subdomains, and the mapped values highly improve the matching degree of the predicated and measured reflectance values. In the experiment, four related spectral Neugebauer models are employed during printer characterization, which are the traditional spectral Neugebauer model, Yule-Nielson spectral Neugebauer (YNSN) model, traditional CYNSN model, and the modified CYNSN model, respectively. And the experimental results show the modified CYNSN model yields a significant improvement over the other spectral Neugebauer models, by comparing the characterization errors in the form of colorimetry and spectroscopy.     

农产品品质光谱成像的空间预测规律

由于受到化学检测手段限制,无法获取光谱图像中的农产品品质在各像素位置处的参考值,因此无法直接验证基于光谱图像得到的农产品品质空间预测结果。为探索基于光谱图像的农产品空间品质检测规律,本文采用计算机生成已知空间品质样本,并分别以固定曝光和变曝光方式采集不同灰度等级标准板的光谱图像。定量分析采集系统误差,借助样本区域光谱与区域指标之间的全波段偏最小二乘（ALL-PLS）和遗传特征波长偏最小二乘（GA-PLS）预测函数,研究出区域指标预测准确时样本空间品质指标的预测精度规律,建立光谱成像空间预测准确度模型。实验结果表明：变曝光方式下的数据采集可以提高光谱图像信噪比,在波段两侧极限处尤为明显;应用区域品质数据预测空间品质分布,空间预测误差主要受光谱图像采集噪声影响：即使区域预测准确,空间预测可能已完全失真。通过衡量数据采集系统误差,可以间接评价农产品品质空间预测的准确度。只有在数据采集系统误差在允许范围内时,光谱成像技术才可准确预测农产品品质的空间分布。