中医面诊通过观察面部色泽的变化来进行病情诊断，是中医四诊的最主要依据之一。传统的中医面诊易受医师的主观因素及客观条件的影响，故面诊的客观化研究受到越来越多的重视。目前随着计算机软硬件、图像处理等现代科学技术的发展，面诊的客观化研究已取得突破性的进展。与目前基于仪器和数字图像的面诊客观化研究方法相比较，光谱图像不仅可以得到整体的面色分布情况而且可以精确的表示面部颜色。实现面色的精确全面描述，可以为医生提供有效的判断依据，对面诊客观化研究的发展有着重要意义。　　针对目前基于仪器和数字图像的面诊研究法的局限性，本文重点开展了基于有限维模型的光谱反射率复原建模，图像序列采集过程中复光照组合设计以及光谱复原过程中基函数分析等方面的工作。从而基于多光谱照明图像序列，实现面部各点光谱反射率的复原，并对复原结果进行分析评估。本论文所研究的工作主要包括以下几个方面:　　1.优选样本集及基函数数目的确定　　用于基函数确定的样本集往往直接由Munsell颜色块构成，适用于一般物体表面光谱反射率的复原。若直接使用常用样本集确定的基函数进行面部光谱复原，未考虑面部肤色的颜色特征，可能导致使用的基函数数目较多且精度无法保证。为使用较少的基函数实现较高的复原精度，本文针对中国人的面色特征基于标准色系及真实肤色研究了不同样本集条件下，固定的面部光谱反射率基函数对复原精度的影响，并确定了适用于面部光谱反射率复原的优选样本集、基函数组合及其数目。从而在用于面部光谱反射率复原的基函数数目较少的条件下，达到复原精度不变甚至有所提高的效果。　　2.面部多光谱图像序列采集系统设计　　目前常用的多光谱图像序列的采集方法，忽略了实际面部图像采集过程中面部无法保证绝对的静止这一问题，且所选择的照明光谱组合并未针对面部。故本文针对真实面部设计了一套基于多光谱照明的信息采集系统。系统主要由高速摄像机、图像采集卡、光源以及同步控制系统等组成，同步控制电路提供不同光谱照明的切换信号，同时高速摄像机完成图像序列的快速采集。此外本文针对面部肤色特征结合光照的光谱特性，确定了适用于面部的光谱照明组合，从而可使多光谱照明图像序列表示出充分的有效信息。　　3.面部光谱反射率复原　　面部的颜色变化是反映人体生理功能的重要指标，因此，用客观精确的光谱数据来进行颜色表述对中医诊断具有重要意义。本文将有限维模型法用于面部的光谱反射率复原中，首先基于平场校正对面部多光谱图像进行预处理，然后利用神经网络进行图像序列数据与基函数系数之间转换函数的建模，最后利用有限维模型实现面部光谱反射率复原。该方法可以精确的展示面部的颜色特征，为医生的诊断提供客观的量化依据。