基于傅里叶变换高光谱成像的BRDFs信息获取与颜色再现

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61605012
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0508.应用光学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

BRDFs (Bidirectional Reflectance Distribution Function Spectrum) information acquisition and color reproduction is the key to the reproduction of real object appearance and color, it is important for the representation of object appearance, realistic surface rendering, 3D object surface color reproduction and so on. It is becoming the research focus in the field of color science and technology. According to the fact that the acquisition system suffer from the problems of less spectral channels, narrow band range, and low algorithm accuracy of spectral reconstruction and data compression, in this research a novel approach focusing on the principles and methods for BRDFs Fourier transform hyperspectral imaging data acquisition, spectral reconstruction, representation model and data compression for color reproduction is proposed . With the aim of solving the problems of low spectral resolution, image registration and dependent on sample training for spectral reconstruction accuracy, the principle and methods of BRDFs Fourier transform imaging acquisition system is deduced, and the corresponding algorithms for the data acquisition, spectral reconstruction, representation model and full spectrum restoration. Afterward, in view of the existing problems in storage and computation of mass BRDFs data, based on the mechanism of human vision perception, the novel data BRDFs compression method is researched on the condition of ensuring the accuracy of spectrum and color. On the basis, it provides effective theoretical support and technical support for BRDFs full surface representation and true three-dimensional rendering of spectral color reproduction.
BRDFs信息获取和颜色重现是真实物体外貌和颜色信息还原及绘制的关键,在物体全外貌表征、真实感物体表面绘制、三维物体表面颜色再现等方面有非常重要的应用,正成为颜色科学与技术领域的研究热点。本项目拟探索BRDFs傅里叶变换高光谱成像数据获取、全光谱复原、表征模型和颜色再现数据压缩的原理和方法。针对传统BRDFs多光谱成像获取系统需图像配准、光谱分辨率低、光谱重建精度依赖训练样本等问题,探索构建宽波段傅里叶变换高光谱BRDFs成像采集系统的原理和方法;并研究相应的数据获取、光谱重建、BRDFs表征模型和全光谱复原算法;针对高光谱BRDFs数据存储和计算量大的问题,依据人眼睛视觉感知机理,在保证光谱精度和颜色再现精度的条件下,探索海量BRDFs数据进行光谱维和空间角度维数据压缩的新方法。以此为依据,为BRDFs全外貌表征和真三维绘制的光谱颜色再现提供有效的理论支持和技术支撑。

结项摘要

BRDFs信息获取和颜色重现是三维物体外貌和颜色信息还原绘制的关键,在物体全外貌表征、真实物体表面绘制、三维物体颜色再现等方面具有非常重要的应用,已经成为颜色科学技术领域的研究热点。本项目中构建BRDFs傅里叶变换高光谱成像系统,设计加工了多自由度旋转载物平台,以平台的多自由角度旋转,实现目标的成像式多角度采集双向反射光谱分布(BRDFs);对采样干涉图像数据以快速光谱重建算法得到了二维成像目标的BRDFs全光谱信息,并进行了标准照明体的颜色重建;重点分析了光源照明对物体BRDF颜色的影响;以空间维度的光谱聚类分析和光谱维度的因式分解、成分分析等方法进行空间和光谱维度降维,以克服采集和重建得到的目标BRDFs数据量大,不易于存取和处理的缺点。本项目系统研究了目标BRDFs的获取、光谱重建、颜色再现和数据压缩表征方法;分析了光源特性对BRDFs颜色的影响与改进;以提取光谱颜色特性和空间光谱降维的方法进行BRDFs海量数据的稀疏表征;充分利用了傅里叶高光谱成像系统的高光谱分辨率优势,实现了基于颜色和光谱质量的目标BRDFs信息压缩表征。发表学术论文8篇,其中4篇SCI检索,3篇EI检索;申请国家发明专利6件,其中3件已授权。部分研究内容拓展性的应用于视觉密度测量,获得2018年度“中国计量测试学会科学技术进步奖”一等奖和2019年度“北京市科学技术进步奖”二等奖。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(3)
专利数量(6)
喷墨打印系统多光谱特征化正向模型的建立
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    光谱学与光谱分析
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    梁静;黄浩;廉玉生
  • 通讯作者:
    廉玉生
Optimizing selection of the test color sample set for the CIE 2017 color fidelity index
优化CIE 2017色彩保真度指数测试色彩样本集的选择
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Optics Express
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Xiaojie Hu;Yusheng Lian;Zilong Liu;Yang Jin
  • 通讯作者:
    Yang Jin
基于LED照明的色差评价研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    光谱学与光谱分析,
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    梁静;宁思宇;廉玉生
  • 通讯作者:
    廉玉生
LED光源相关色温对显色性主观评价的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    大连工业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    姚步云;梁静;廉玉生
  • 通讯作者:
    廉玉生
Study of Color Rendering Evaluation Method of Light Sources for Printing Matter
印刷品光源显色性评价方法的研究
  • DOI:
    10.1109/access.2019.2963256
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    IEEE Access
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Xiaojie Hu;Yusheng Lian;Zilong Liu;Xianfu Wei;Fangxi Liu
  • 通讯作者:
    Fangxi Liu

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其他文献

低光泽度印刷色谱色貌数据组的建立与评价
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    光学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    梁静;廖宁放;宋莉;董淑雯;廉玉生;吴小辉
  • 通讯作者:
    吴小辉

其他文献

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廉玉生的其他基金

艺术品高光谱成像数字典藏与光谱颜色再现研究
  • 批准号:
    62275025
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    59 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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