CIECAM02色貌模型的视觉均匀性分析与模型优化

在Windows Vista操作系统中,微软公司新发布了WCS色彩管理系统替代原有的ICC色彩管理系统.新色彩管理系统的核心技术之一是:利用CIECAM02色貌模型置换ICC色彩管理中的CIELAB颜色模型,从而可以将人眼观察色彩时的环境等因素作为转换参数纳入色彩信息传输与再现的计算,使得在不同媒体或设备之间的色彩信息传输,从保证色度(chromaticity)测量值的正确传输转换为保证视觉效果的正确传输与再现.但实验证明,CIECAM02仍然存在视觉均匀性不够理想的缺点,这将会影响媒体或设备之间色彩信息转换的正确计算.本文首先利用国际上通用的四种色差评估数据(BFD、Leeds、RIT-DuPont和Witt)对CIECAM02进行局部视觉均匀性修正,优选出经过Witt修正后的明度(lightness)和Leeds修正后的彩度(chroma),然后再利用孟塞尔新标数据进行CIECAM02色貌模型整体均匀性修正.最后,用孟塞尔新标数据对修正前后的CIECAM02色貌模型进行检验.结果表明,修正后的CIECAM02色貌模型视觉均匀性无论是局部还是整体都有较大的改善.该实验成果不仅可以在计算机操作系统以及软件的色彩管理系统中直接应用,还可以为今后均匀颜色空间的研究提供参考.     

CIECAM02色貌模型研究进展

从CIECAM02(CIE技术委员会TC8-01于2002年推荐使用的色貌模型)色貌模型研究的发展概况出发,综述了CIECAM02理论研究现状和最新进展,讨论了CIECAM02色貌模型存在的主要理论问题,重点从均匀性、模型缺陷和模型的改进三个方面,总结了国内外的研究现状和动态,分析其不足并提出了需要解决的问题和研究的发展方向.     

老年人彩度对比敏感度函数研究及滤波应用

为研究老年人彩色视觉频率响应特性，获取彩度对比敏感度与空间频率之间的函数关系，本文在LCH均匀颜色空间基础上，固定明度和色调角值，以彩度作为变量，设计人眼彩度对比敏感度实验，进行人眼视觉观察实验。获得彩度对比敏感度与空间频率的关系，并构建指数型对比敏感度函数模型。经分析表明老年人眼彩度对比敏感度随着空间频率的增加，产生先升高再缓慢降低的变化，各色调角下彩度对比度存在差异。经分析人眼对比敏感度差异与人眼视觉辨色特性有很大的相关性。并且，将构建的对比敏感度函数模型用于实现基于人眼视觉系统的滤波处理。     

基于WCS色彩管理系统跨媒体颜色复制准确性的研究

微软公司推出的Windows Vista操作系统采用WCS(Windows ColorSystem)色彩管理系统,利用基于测量的设备特性文件,结合相应的设备模型,得到设备颜色空间和标准颜色空间之间的映射.WCS采用CIECAM02色貌模型,所有的颜色转换都在CIECAM02中进行,从而可以预测不同视觉条件下的颜色视觉属性.本论文首先在分析研究由微软和佳能公司联合开发的新一代基于色貌模型CIECAM02的WCS色彩管理的特点和工作流程基础上,根据WCS设备模型特性文件方案和显示器测量数据,利用XML语言编写了显示器的WCS设备模型特性文件,设计出利用显示器模拟跨媒体色彩传输的实验路径和方法,使得跨媒体传输色彩的结果可以直观地进行评价;对ICC色彩管理系统下输出的图像和在WCS色彩管理系统下输出的图像进行了比较.结果进一步证实,WCS色彩管理系统较ICC色彩管理系统具有在色彩实时转换和跨媒体方面的优点.本课题的研究成果对利用WCS色彩管理系统实现高保真的色彩复制具有一定的指导意义.     

石墨烯基光子晶体纤维的制备及性能调控

利用无皂乳液聚合法合成了单分散聚苯乙烯(PS)微球,以通过湿法纺丝自制的石墨烯纤维为基材,利用电泳沉积法在纤维表面沉积PS微球形成光子晶体纤维,通过改变微球粒径来控制纤维的颜色,并利用扫描电子显微镜、光学显微镜、紫外反射光谱和色度分析对光子晶体纤维进行了表征.结果表明,制备得到的PS微球表面光滑,形状规整并以六方密堆积形式在石墨烯纤维表面紧密有序排列,呈现壳芯结构.粒径为198、233和287 nm的PS微球分别得到了蓝、绿、紫红3种颜色的结构色纤维,所得光子晶体纤维的光子禁带分别位于471、547 nm,以及670和398 nm,与其颜色相吻合.采用CIE xy Y色彩空间辨别所得光子晶体纤维颜色,蓝、绿、紫红3种颜色的明度因数分别为:15.96、29.72、3.85,其对应于纯蓝色、纯绿色、纯紫色明度值的44%、63%和32%,说明其具有较高的明度.计算得到蓝色、绿色、紫红色纤维饱和度分别为63%、59%、60%,由此可知3种不同颜色的纤维均具有较高饱和度.     

尿液试纸条的手机图像比色分析新方法的研究

针对目前基于手机图像比色算法存在的色差计算不可靠、计算量大等问题,本文提出一种符合人眼视觉的比色分析方法。该方法是将原始的非线性RGB颜色空间的色彩信息转换到符合人眼视觉的CIELab颜色空间,在此空间计算测试颜色和参考颜色之间的色差,可以在参考颜色中准确找到与测试颜色最相近的颜色,并在此基础上创新地提出"垂点法",对颜色的相似程度信息进一步定量,实现了对尿液试纸条的定量分析。实验通过手机拍照获取密闭实验箱中尿液试纸条的图像,定量分析人工尿液中的pH(4.5~9.5)、葡萄糖含量(0~60mmol/L)和蛋白质含量(0~4g/L),并使用目测分析法作为对照。结果表明,本文所提出的比色算法不仅准确可靠、重复性好,而且计算量也比较小,非常适合应用在基于手机图像的尿液试纸比色分析中。     

基于色相算法的表面等离子体共振成像传感器对苯并芘的敏感特性

报道了一种用于原位探测水中苯并芘的彩色表面等离子体共振成像(SPRI)传感器,该传感器既能提供直观的图像信息,又能借助色相算法定量分析待测物质的浓度及其吸附/脱附过程。首先利用自制的波长-图像同步检测型SPR传感器测试了裸金薄膜芯片在不同入射角下的共振波长和共振图像,然后利用色相算法建立了SPR共振波长与图像色相的依赖关系,基于该依赖关系获得了SPR传感器最佳色相灵敏度对应的起始共振波长约为650 nm;另一方面,制备了聚四氟乙烯涂覆的SPR传感芯片,基于聚四氟乙烯膜对水中苯并芘的可逆富集作用实现了苯并芘的原位快速探测。实验取得以下4个结果:(1)在20-100 nmol?L-1浓度范围内彩色SPR图像的平均色相值随着苯并芘浓度的升高线性减小;(2)对100 nmol?L-1的苯并芘的响应和恢复时间分别约为7和5 s;(3)由于聚四氟乙烯膜的厚度大于SPR消逝场穿透深度,检测结果不受溶液折射率影响;(4)在聚四氟乙烯敏感膜厚度较小且不均匀的情况下,传感器容许获取敏感膜的不同厚度区域对苯并芘的色相灵敏度。实验结果有力地证明了这种彩色SPR图像传感器在生化物质检测中具有良好的应用前景。     

纪念物理化学家柯塞尔诞辰百周年

德国著名的物理化学家沃尔特·柯塞尔(WaltherKossel1838—1956),对奠定现代物理化学的理论基础作出了重大的贡献。柯塞尔诞生于一个知名学者的家庭。他的父亲奥尔布雷克特·柯塞尔(AlbrechtKossel)是海德堡大学生物系教授,从事关于细胞核物质的蛋白质研究,于1910年获得“生理或医学”诺贝尔奖。在父母的影响下,年轻的柯塞尔就具备了两个十分突出的特点:一个特点是在工作中表现了极强的严谨性和条理性;另一特点是分析问题十分透彻、深刻。他认为做为一名科学家这些是极其重要的。     

基于颜色主波长与补色波长的比色法定量检测

利用sRGB(Standard RGB)颜色空间与国际照明委员会(CIE)色度系统的转化关系以及CIE 1931色品图的性质,编写MATLAB程序实现了颜色的RGB信息到颜色主波长或补色波长的转化,并将此程序用于分析面光源下采集到的显色产物的图片。利用颜色的主波长实现了对pH值的定量检测,利用颜色的补色波长完成了对亚硝酸根离子的定量检测。当pH值分别在4.0~7.0和7.5~10.0范围内,pH值均与其显色产物颜色的主波长呈线性变化;亚硝酸根离子浓度在10~40 mg/L范围内与其显色产物颜色的补色波长有良好的线性关系,通过结合图片的G值分析,扩大了传统吸收光谱法的检测范围。     

缓冲液中聚苯胺的电化学活性和电致变色

使用循环伏安法、恒电流充放电和现场光谱电化学法研究了聚苯胺在氯化钠溶液、磷酸氢钠缓冲液和由氯化锌和氯化铵组成的溶液中的电化学活性和电致变色。在pH457的1mol×dm-3NaCl溶液中,聚苯胺膜的颜色几乎不随电位而变化,循环伏安图上无氧化还原峰,所以聚苯胺仅有很低的电化学活性。在pH457、640、738的磷酸氢钠缓冲溶液中,循环伏安图上有氧化还原峰。随pH值升高,它们的峰电位向负电位方向移动。根据循环伏安图的面积,聚苯胺在02mol×dm-3磷酸氢钠缓冲溶液中的电化学活性,即氧化还原电量约是相同pH值的1mol×dm-3NaCl溶液中的3倍。在pH738、640和pH457的02mol×dm-3磷酸氢钠缓冲液中,聚苯胺吸收峰的波长移动的起始电位分别为010V、030V和040V(vs.AgAgCl电极,饱和KCl溶液)。这种电位移动的趋势与循环伏安图上的氧化还原峰的电位移动相一致。在pH640和pH457的02mol×dm-3磷酸氢钠缓冲溶液中,聚苯胺的可见光谱图上出现一个与电位有关的等吸收点。聚苯胺膜在pH475和pH640的02mol×dm-3磷酸氢钠缓冲液中,当电位从060V下降到-020V(vs.AgAgCl电极,饱和KCl溶液)时,聚苯胺膜的颜色从紫红色变到兰色、绿色和黄色。在pH440、457和492的由25mol×dm-3ZnCl2和30mol×dm-3NH4Cl组成的溶液中,聚苯胺的循环伏安图上均有     

光声光谱技术在色分析研究中的应用

现行测色法多以常规光谱为基础。通过测量样品对光的透射或反射率以及光源的能量分布,叠合色匹配函数,来寻找颜色的三刺激量,由此获取样品的色别、色饱和度和明度的信息。这些方法的共同特点是定向输入光子,并计量定向输出光子的情况。为了能将测定范围扩展到那些高反射、散射、漫射、辐射和层状样品,对一般常规光谱法是困难的。我们因此提出了光声测色法(PAC)。     

Optical and Chromaticity Characteristics of Adsorbates of the Thorium Complex of Arsenazo I

The immobilized reagent Arsenazo I was used for the direct determination of trace thorium by diffuse reflectance spectrometry and chromaticity measurements. Silica gels Silochrom C-120 and C₁₈ were studied as supports. The optimal conditions of sorption were found. The dependence of chromaticity functions (chromaticity coordinates, color lightness, saturation, yellowness, and whiteness) on different chemical factors was studied. The advantages of the use of yellowness, color hue, and total color difference in comparison with other chromaticity functions was demonstrated. A method was developed for the determination of thorium with a detection limit of 0.02 g/mL.     

Insight into framework destruction in ultramarine pigments

We report key evidence on the framework destruction in ultramarine pigments upon color fading. Experiments on faded pigments in a fresco painting environment reveal that the paramagnetic chromophores are set free via sodalite framework destruction and are subsequently degraded. Fading in acidic media produces similar results, although a larger number of beta-cages appear to be destroyed, and H2S is released. The findings are further supported by studies on natural and synthetic ultramarine pigments of various shades via solid-state resonance-Raman spectroscopy, colorimentry, and solid-state 29Si and 27Al NMR spectroscopy. NMR parameters are shown to correlate well with the intensities of Raman signals corresponding to the S3(-*) chromophores. A further correlation is established between the colorimetric parameters, L* (lightness) and C* (chroma), and the paramagnetic shift and paramagnetic linebroadening in NMR spectra for both 27Al and 29Si.     

HMB体系分子内质子传递的量子化学计算研究

首次利用量子化学半经验AM1方法和从头算HF/6-31G方法对一种新型的苝醌类光? 艏?PQP)-菌生素(HMB)的结构及其分子内质子传递(IPT)进行了理论计算研究，并? 捎弥鸩皆黾硬嗔吹姆椒ㄉ杓屏艘幌盗心Ｐ突衔镆钥悸歉鞑嗔炊訦MBIPT的影响，? 峁推p醌(PQ)的IPT作了对比。同于HMB只有一个分子内氢键，此项研究对解释PQP的光敏活性有十分重要的意义。本研究主要结论：(1)基态时HMB的IPT势垒只有10.0180kJ/mol(反式)和37.9819kJ/mol(顺式)，分子中存在着快速的IPT。(2)侧链对HMB的IPT势垒影响较小，IPT主要受它的大共轭结构和共振模式的影响。(3)过渡态时质子的电荷增加，质子传递势垒与它的电荷变化成线性关系，此关系可推广到其它质子传递体系。(4)HMB的IPT势垒和IPT过程中羟基氧氢键以及氢键的键长变化均成较好的线性关系。(5)虽然只有一个IPT模式，HMB的IPT以及共振模式仍然和PQ十分相似，这是HMB保持光敏活性的基础。     

Examination of Car Paint Samples Using Visible Microspectrometry for Forensic Purposes

Visible (Vis) microspectrometry (MSP) allows objective measurement of color as opposed to the subjective results of visual color comparison. In this paper, the usefulness of this method for comparison of small car paint traces of the same color and the same or different chroma was studied for forensic purposes. Sixteen samples of solid and metallic bright and dark red paints taken from different cars were examined. Each sample was measured in the reflectance mode using a light beam falling perpendicular to the top surface of the sample and on a cross-section. In addition to the MSP measurements, the Raman spectra were produced in order to detect the pigment composition of the samples. On the basis of the obtained results it was stated that discrimination of car paints of the same color is conditioned not only by the kind, number, and amount of the pigments, but rather by the morphology of the paint layer, that is, by the size, shape, orientation, and distribution of the pigment grains in a paint resin. A criterion allowing two samples of the same chroma to be distinguished was established.     

近红外光谱技术用于白砂糖质量的实时监测研究

采用国产近红外在线分析仪,结合漫反射光谱分析技术,对广西某糖厂的白砂糖质量进行了在线应用研究.讨论了影响建模的因素,并提出一些解决问题的方案.采用SupNIR-4000型长波近红外在线分析仪,直接对产品传送带上的白砂糖进行扫描获得光谱数据,运用偏最小二乘法对实验数据进行多元统计分析建立数学模型,并进行了预测.样品色值的预测值和实测值间的相关系数为0.885,标准校正偏差为4.300,色值预测偏差小于糖厂要求的±10;样品浊度预测值和实测值间的相关系数为0.909,标准校正偏差为2.308,浊度预测偏差小于糖厂要求的±4.结果显示,模型预测结果符合糖厂要求,表明在线近红外技术在白砂糖质量监控中具有较好的应用前景.