基于高光谱的颜色测量方法研究
发布时间：2020-12-22 03:26
颜色是确定产品质量和识别物体类型的一个重要依据。现有的色卡、彩色相机、分光光度计等颜色测量方法在测量精度和效率上都有一定的局限性:使用色卡进行人工比对的方法效率低下、精度也十分有限;基于红绿蓝(RGB)原理的彩色相机成像效率高,但其光谱分辨率较为粗糙,无法区分颜色微小的色差;分光光度计有着较好的测色精度,但其只能进行单点的测量,测色效率很低。高光谱成像技术是近四十年来才发展起来的一种全新的遥感成像技术,它具有超多波段、高光谱分辨率、波段窄、光谱范围广和图谱合一等特点,被广泛的应用于地质学、植被科学、农业等各个领域。本课题将高光谱应用于颜色测量领域,设计了一套基于高光谱的颜色测量方法,与现有的测色方法相比,高光谱测色方法能够测量更宽的光谱范围,能够记录更精细的光谱特征,有着更高的测色精度。为了解决区分两种相近颜色非常困难的问题,本课题基于高光谱成像技术的原理,设计并搭建了一套采用棱镜分光的分光方式、互补金属氧化物半导体(CMOS)作为焦平面阵列(FPA)材料的高光谱成像系统,将其应用在颜色测量领域,对国际标准色卡进行成像测谱,验证了使用高光谱成像系统对颜色进行测量的可行性。另外结合高光谱...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)上海市
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光谱成像示意图
、分类和识别通常基于对光谱数据使用适当统计模型的假设检验。高光谱成像系统的早期发展主要面向地球遥感应用，最初是基于由美国气推进实验室建造的机载成像光谱仪(AIS)和机载可见红外成像光RIS)。通过同时捕捉高分辨率的远程场景的空间和光谱特征，数据可用小的材质差异和生成提供表面材料内部空间分布的光谱图。高光谱传感为单位远程提取与物质含量有关的特征，这一独特的能力使其广泛的应遥感领域，包括地质学、植被科学、农业、土地利用监测、城市制图、地形测量、地雷检测、执法和化学试剂检测和表征[3]。在地质与农业应用中，光谱的测量主要用于光谱匹配，得出土地所覆分类以及占地面积，或者进一步定量估算这些区域的矿物或叶绿素含量数。图 1.3 展示了将长波红外高光谱图像与数字地形高程数据相结合代表其具有的不同矿物含量的表面物质叠加在数字高程图上，形成的。
基于高光谱的颜色测量方法研究安全应用）。一个比较有代表性的应用于特殊目标检测的实例涉及民用搜索和救援。民用航空巡逻队是一个空军辅助机构，其主要职能是在陆地上定位和营救坠毁的飞机。现有一种称为机载实时提示高光谱增强侦察系统(ARCHER)，该系统使用可见近红外(VNIR)高光谱遥感器自动寻找降落飞机的迹象并提示机上操作员。ARCHER 的功能有三种：(1) 搜索周围背景光谱异常的区域，标记为可能的碰撞现场；(2) 搜索已知特定坠机现场的特定目标材料；(3) 搜索由先前成像区域中的崩溃导致的特定改变。如图 1.4 所示，ARCHER 利用飞机材料和自然背景之间的光谱差异来定位（或检测）可能出现碰撞的场景中的特定位置。然后机载操作员只需要检查这些提示位置即可。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于中国颜色体系的lαβ空间低照度伪装目标偏振检测[J]. 黄雁华,龚艳春,戴斌飞,吴成国,陈磊,何苏红. 光学技术. 2013(05)
[2]Lab颜色空间中基于动态聚类的颜色分级[J]. 任洪娥,白杰云. 计算机工程. 2013(06)
[3]一种基于大视场红外图像的非均匀性校正算法[J]. 倪云龙,郝秋来,于繁迪. 激光与红外. 2013(03)
[4]国内外电脑测色仪的发展现状[J]. 周炜,李卫东. 上海纺织科技. 2013(01)
[5]航天高光谱成像技术研究现状及展望[J]. 王跃明,郎均慰,王建宇. 激光与光电子学进展. 2013(01)
[6]中国颜色体系简介[J]. 黄永衡,李安,孙秀如,何唯平,郑炜. 印刷质量与标准化. 2007(11)
[7]解读PANTONE色卡[J]. 张兰. 中国印刷物资商情. 2006(11)
[8]红外图像非均匀性校正技术研究[J]. 陈锐,谈新权. 光电子技术. 2001(03)
[9]分光测色仪的设计研究[J]. 蒋月娟. 光学技术. 2001(03)
[10]RAL色卡体系——国际通用的颜色选择方法[J]. 庄敏勇,龚培华. 上海涂料. 2001(01)
博士论文
[1]颜色测量仪器关键技术及其应用研究[D]. 袁琨.浙江大学 2015
[2]遥感影像的高光谱特征研究[D]. 储美华.山东科技大学 2007
硕士论文
[1]便携式分光测色仪光学设计[D]. 温波.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2010
[2]成像系统中的光谱反射率重建[D]. 张哲超.浙江大学 2010
[3]CMOS图像传感器在APT系统中的应用技术研究[D]. 曲春红.长春理工大学 2008
[4]红外图像非均匀性参数测试与校正系统研究[D]. 姬皓婷.南京理工大学 2004
本文编号：2931050
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)上海市
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光谱成像示意图
、分类和识别通常基于对光谱数据使用适当统计模型的假设检验。高光谱成像系统的早期发展主要面向地球遥感应用，最初是基于由美国气推进实验室建造的机载成像光谱仪(AIS)和机载可见红外成像光RIS)。通过同时捕捉高分辨率的远程场景的空间和光谱特征，数据可用小的材质差异和生成提供表面材料内部空间分布的光谱图。高光谱传感为单位远程提取与物质含量有关的特征，这一独特的能力使其广泛的应遥感领域，包括地质学、植被科学、农业、土地利用监测、城市制图、地形测量、地雷检测、执法和化学试剂检测和表征[3]。在地质与农业应用中，光谱的测量主要用于光谱匹配，得出土地所覆分类以及占地面积，或者进一步定量估算这些区域的矿物或叶绿素含量数。图 1.3 展示了将长波红外高光谱图像与数字地形高程数据相结合代表其具有的不同矿物含量的表面物质叠加在数字高程图上，形成的。
基于高光谱的颜色测量方法研究安全应用）。一个比较有代表性的应用于特殊目标检测的实例涉及民用搜索和救援。民用航空巡逻队是一个空军辅助机构，其主要职能是在陆地上定位和营救坠毁的飞机。现有一种称为机载实时提示高光谱增强侦察系统(ARCHER)，该系统使用可见近红外(VNIR)高光谱遥感器自动寻找降落飞机的迹象并提示机上操作员。ARCHER 的功能有三种：(1) 搜索周围背景光谱异常的区域，标记为可能的碰撞现场；(2) 搜索已知特定坠机现场的特定目标材料；(3) 搜索由先前成像区域中的崩溃导致的特定改变。如图 1.4 所示，ARCHER 利用飞机材料和自然背景之间的光谱差异来定位（或检测）可能出现碰撞的场景中的特定位置。然后机载操作员只需要检查这些提示位置即可。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于中国颜色体系的lαβ空间低照度伪装目标偏振检测[J]. 黄雁华,龚艳春,戴斌飞,吴成国,陈磊,何苏红. 光学技术. 2013(05)
[2]Lab颜色空间中基于动态聚类的颜色分级[J]. 任洪娥,白杰云. 计算机工程. 2013(06)
[3]一种基于大视场红外图像的非均匀性校正算法[J]. 倪云龙,郝秋来,于繁迪. 激光与红外. 2013(03)
[4]国内外电脑测色仪的发展现状[J]. 周炜,李卫东. 上海纺织科技. 2013(01)
[5]航天高光谱成像技术研究现状及展望[J]. 王跃明,郎均慰,王建宇. 激光与光电子学进展. 2013(01)
[6]中国颜色体系简介[J]. 黄永衡,李安,孙秀如,何唯平,郑炜. 印刷质量与标准化. 2007(11)
[7]解读PANTONE色卡[J]. 张兰. 中国印刷物资商情. 2006(11)
[8]红外图像非均匀性校正技术研究[J]. 陈锐,谈新权. 光电子技术. 2001(03)
[9]分光测色仪的设计研究[J]. 蒋月娟. 光学技术. 2001(03)
[10]RAL色卡体系——国际通用的颜色选择方法[J]. 庄敏勇,龚培华. 上海涂料. 2001(01)
博士论文
[1]颜色测量仪器关键技术及其应用研究[D]. 袁琨.浙江大学 2015
[2]遥感影像的高光谱特征研究[D]. 储美华.山东科技大学 2007
硕士论文
[1]便携式分光测色仪光学设计[D]. 温波.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2010
[2]成像系统中的光谱反射率重建[D]. 张哲超.浙江大学 2010
[3]CMOS图像传感器在APT系统中的应用技术研究[D]. 曲春红.长春理工大学 2008
[4]红外图像非均匀性参数测试与校正系统研究[D]. 姬皓婷.南京理工大学 2004
本文编号：2931050
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