我国是世界上蕴含稀土资源较多的国家，稀土的生产规模和产品产量已经走在了世界的前列。然而，我国稀土工业中萃取分离生产过程控制仍存在离线分析、经验控制和手动调整等问题，导致稀土企业资源消耗巨大、环境污染严重、生产效率低下、产品质量不稳定。论文针对稀土萃取分离过程组分含量难以在线检测的现状，以稀土离子具有特征颜色的Pr/Nd萃取分离过程为研究对象，提出一种基于离子颜色特征建模的组分含量检测方法：1）通过实验室配置标准溶液，建立Pr、Nd离子图像颜色特征库；在HSI颜色空间里提取其H分量一阶矩作为其颜色特征，利用图像及其对应的元素组分含量和从中提取的H分量一阶矩之间的关系，建立标准图像库和特征模型。2）采集生产现场图像，建立现场图像库，从中提取其H分量一阶矩，比较相同组分含量的实验室图像和现场图像的H分量一阶矩差异，分析差异产生的原因，建立现场图像与实验室图像的H分量一阶矩偏差补偿模型。3）通过校正后的现场图像H分量一阶矩，应用所建立的标准图像特征模型预测现场图像对应的元素组分含量。仿真试验结果表明，当元素组分含量>10%时，其相对误差能有效地控制在6%以内，表明该方法可满足生产现场过程监测控制需求。最后，结合基于颜色特征的图像检索技术，由Pr、Nd离子标准图像库和特征模型来估计萃取分离生产线现场采集的图像特征对应的镨、钕组分含量；设计开发了元素组分含量检测人机交互界面，使元素组分含量检测这个过程更加直观、可视化。