This thesis is about modelling and predicting the perceived whiteness of plain paper from the paper composition, including fluorescent whitening agents. This includes psycho-physical modelling of perceived whiteness from measurable light reflectance properties, and physical modelling of light scattering and fluorescence from the paper composition. Existing models are first tested and improvements are suggested and evaluated. The standardised and widely used CIE whiteness equation is first tested on commercial office papers with visual evaluations by different panels of observers, and improved models are validated. Simultaneous contrast effects, known to affect the appearance of coloured surfaces depending on the surrounding colour, are shown to significantly affect the perceived whiteness. A colour appearance model including simultaneous contrast effects  (CIECAM02-m2), earlier tested on coloured surfaces, is successfully applied to perceived whiteness. A recently proposed extension of the Kubelka-Munk light scattering model including fluorescence for turbid media of finite thickness is successfully tested for the first time on real papers. It is shown that the linear CIE whiteness equation fails to predict the perceived whiteness of highly white papers with distinct bluish tint. This equation is applicable only in a defined region of the colour space, a condition that is shown to be not fulfilled by many commercial office papers, although they appear white to most observers. The proposed non-linear whiteness equations give to these papers a whiteness value that correlates with their perceived whiteness, while application of the CIE whiteness equation outside its region of validity overestimates perceived whiteness. It is shown that the quantum efficiency of two different fluorescent whitening agents (FWA) in plain paper is rather constant with FWA type, FWA concentration, filler content, and fibre type. Hence, the fluorescence efficiency is essentially dependent only on the ability of the FWA to absorb light in its absorption band.  Increased FWA concentration leads accordingly to increased whiteness. However, since FWA absorbs light in the violet-blue region of the electromagnetic spectrum, the reflectance factor decreases in that region with increasing FWA amount. This violet-blue absorption tends to give a greener shade to the paper and explains most of the observed greening and whiteness saturation at larger FWA concentrations. A red-ward shift of the quantum efficiency is observed with increasing FWA concentration, but this is shown to have a negligible effect on the whiteness value. The results are directly applicable to industrial applications for better instrumental measurement of whiteness and thereby optimising the use of FWA with the goal to improve the perceived whiteness. In addition, a modular Monte Carlo simulation tool, Open PaperOpt, is developed to allow future spatial- and angle-resolved particle level light scattering simulation. / PaperOpt

L'objectiu general d'aquest treball és trobar i mostrar una eina que permeti obtenir unarepresentació dels senyals procedents de sistemes dinàmics adequada a les necessitatsdels sistemes de Supervisió Experta de processos. Aquest objectiu general es pot subdividir en diverses parts, que són tractades en els diferents capítols que composen el treball i que es poden resumir en els següents punts:En primer lloc, cal conèixer les necessitats dels sistemes de Supervisió: La gran quantitat de dades que provenen dels processos fa necessari el tractament d'aquestes dades per obtenir-ne d'altres, més elaborades, amb un nivell més elevat de representació.La utilització de raonament qualitatiu, pròpia dels éssers humans, comporta la necessitat de representar simbòlicament els senyals, de traduir les dades numèriques en símbols.La Supervisió de sistemes dinàmics comporta que el temps sigui una variable fonamental, la asincronia dels esdeveniments significatius per a la Supervisió fa que les representacions més adequades i útils dels senyals siguinasíncrones. Finalment,l'ús dels coneixements experimentals en la Supervisió dels processos comporta que les representacions més naturals siguin les més útils.Aquestes necessitats fan de la representació dels senyals mitjançant episodis l'eina amb més possibilitats per assolir els objectius que es volen assolir. Per això, es presenta un formalisme que permet descriure i incloure-hi la formalització i les diferents aproximacions a aquest tipus de representació ja existents i, al mateix temps, augmentar-ne la significació a través de característiques dels senyals que noes tenen en compte en les aproximacions ja existents.El següent pas és aprofitar el nou formalisme per obtenir una nova representació amb un grau més gran de significació, cosa que s'aconsegueix representant explícitament les discontinuïtats i els períodes estacionaris o d'estabilitat, moltsignificatius en Supervisió de processos.Un problema sempre present en el tractament de senyals és el soroll que els afecta. Per aquest motiu es presenta un mètode que permet filtrar el soroll de manera que les representacions resultants quedin afectades el mínim possible per aquest tractament.Finalment, es presenta l'aplicació en línia de les eines descrites. La representació en línia dels senyals comporta el tractament de la incertesa inherent al coneixement parcial del senyal (un episodi no pot ser determinat i caracteritzat completament fins que no s'acaba). L'obtenció de resultats amb determinats graus de certesa és perfectament coherent amb la seva utilització posterior mitjançant Sistemes Expertso altres eines de la IA. Totes les aportacions del treball vénen acompanyades d'exemples i/o aplicacions que permeten observar-ne la utilitat i les limitacions.