基于多光谱成像技术重建物体表面的光谱图像可以避免同色异谱现象,从而再现出任意光源下的颜色外貌。传统的颜色重建方法存在效率低、操作步骤繁琐且色差较大等缺点,且仍然停留在单一、特定角度下的多光谱颜色重建。本论文基于多光谱成像技术,对蜡染画进行多个光照角度下颜色重建研究,通过改进光谱重建算法,提高重建的精度。利用HSI颜色空间,建立多角度下的函数关系式,进而重建出任意光照角度下的多光谱图像,实现了蜡染画等艺术品的多角度颜色重建。首先通过光谱重建算法重建出蜡染画的光谱反射率,当前主流的光谱重建算法有R矩阵法、伪逆法、神经网络法、主成分分析法等。基于以上几种光谱重建算法的不足,引入多项式模型,对RGB三个响应值进行数学方法的扩充,避免了传统方法中添加滤光片的步骤。通过引入贝叶斯正则化,改进传统的BP神经网络,提高神经网络的泛化能力,进而提高光谱反射率与相机响应值之间的相关性。实验中训练样本使用SG140色卡,检验样本使用RC24色卡。结果表明:本文改进的光谱重建算法在RMSE和CIEDE2000色差上均优于其他重建算法,对提高艺术品的颜色重建精度具有一定的意义。最后本文研究了多角度颜色测量系统,根据上述光谱重建算法已经可以计算出图像每个像素点的光谱反射率,通过色度学的转换,计算出标准D65光源下的RGB值,这样可以重现出蜡染画在D65光源下的图像。多角度颜色测量系统的搭建,采用相机、蜡染画均不改变位置,让光源在以蜡染画为圆心的轨道上移动,每间隔5°相机采集一次蜡染画的图像。这些采集的图像进行光谱重建,计算出反射率信息,再转换到HSI颜色空间。对这些不同光照角度下的蜡染画分析H、S、I三个值的变化规律,发现H值几乎不随角度变化,S和I值会随着光照角度变化而呈现一定的规律性。利用二阶高斯函数进行多角度下的S、I数据拟合。根据拟合的函数解析式,实现对任意光照角度下的蜡染画图像进行预测重现。实验结果表明:HSI颜色空间可以较好地表现不同光照角度下的变化规律,实现了任意光照角度下的图像重现。此方法具有一定的可行性,并且为多角度下的颜色测量提供了简单易行的方法。