各种物质表面的发射率，也称辐射率、黑度系数，它是表征物质表面辐射本领的物理量。人体皮肤的发射率，即表示其表面向外辐射的辐射通量与同温度条件下所辐射的能量的比值，是一个在0和1之间的数值。很多人都尝试建立一个非理想辐射体的辐射公式，但是最后的结果并不令人满意。对人体皮肤这样一个非理想的辐射体，考虑其的非理想程度十分困难，这不如来测量皮肤的发射率使之变得更有意义。测量人体皮肤的发射率的思路，基本上分为两类，一是直接测量，二是间接测量。由于直接测量对环境和测量仪器的高要求性，导致该方法目前还伴随相当的误差。间接测量的主要思路是通过测量人体皮肤的反射率，间接地确定其发射率。67453

1   直接法测量辐射率

直接测量皮肤发射率的方式很多，代表的有D.米切尔[1]等人在上世纪六十年代提出的直接测量法。此方法的优势在于其不用测量出皮肤的温度,只是通过一个辐射计来测量出被测皮肤表面与环境之间的辐射通量之差，其中运用的理论为斯特藩-玻尔兹曼定律：

          即Q=A·σ·Єt·Єr(Tt4-Tr4)            (1)

公式里Q为辐射计所测量到的二者辐通量之差。A为试验中能量交换时的有效面积。σ为玻尔兹曼常数。Єt，Єr分别为被测皮肤表面与环境的辐射发射率。Tt，Tr分别为某一时刻皮肤与环境的温度。

如果被测皮肤的温度都保持不变的情况下，另一方面也就是说A·σ·Єt·Єr·Tt4为一常数C，这样上面的公式变换成了Q=C-A·σ·Єt·Єr·Tr4。当我们改变环境的温度，在特定的几个环境温度点上测量，可以做出关于σ·Tr4的Q的一元一次函数。而最终所要求得的Єt即包含在函数斜率之中。

令mt=-A·Єt·Єr，它表示被测皮肤表面的相关系数。现在再做一个代替：尽量保持一些环境不变，我们依据以上原理测量黑体的发射率。因此我没可以得到一个关于黑体的相关系数mb=-A·Єb·Єr（Єb代表某温度下黑体的发射率）。于是我们可以得到被测皮肤与黑体发射率的一个关系式：

           mt/mb =Єt /Єb                 (2)

图1.1 皮肤发射率与黑体发射率对比曲线

根据上面的数学关系如图1.1：，得到了皮肤与黑体发射率直接的图像关系，并且D.米切尔得出了人体皮肤发射率的值，大约0.999，在不同情况下会有1%的误差。

在以上基础上，J .Steketee[2]等人借助先进的仪器，把白皮肤、黑皮肤、受损皮肤以及心包膜作为他的试验样本，并且把活体组织想象成为一个黑体来处理，测量的过程中采用了单色仪来修正皮肤发射率，确定了皮肤，不论肤色，其辐射发射的波长范围在250nm到2400nm的一个广泛波段的特性。

在理论中，其人体皮肤表面辐射通量为一个确定值。但是在实验中由于在红外、远红外的环境中，人体皮肤会逐渐升高，其辐射通量已经不再是一个确定值。为了弥补这种误差，T .Togawa[3]不得不采用曲线拟合来推理，在不同的温度环境里，使用两种色调切换。

Boylan等人采用了类似T .Togawa的装置，分别对受损皮肤和健康皮肤进行对比。但是Boylan等人与前者不同的是，他们的实验环境改成了零摄氏度，并非常温。

H .Saito与T .Togawa[4]一起重复Togawa之前的实验，这次不同的是他们抛弃了辐射计，取而代之的是热相机。通过对热相机获取的前后图像对比来计算皮肤辐射的发射图像。虽然最后得到的辐射率的图像有着明显的噪声，但却也意义斐然。