本發(fā)明涉及光源顯色能力分析領(lǐng)域，具體的說是基于顏色相似度分析光源還原性能力的標(biāo)準(zhǔn)色塊實(shí)驗(yàn)方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)行評(píng)價(jià)光源質(zhì)量的顯色指數(shù)CRI在評(píng)價(jià)光源顯色性存在的問題的日益凸顯，CRI存在的問題具體有：

一、采用的顏色測(cè)試樣本有限且計(jì)算一般顯色指數(shù)Ra的8個(gè)色塊都是中等飽和度顏色樣本色差的簡(jiǎn)單平均，對(duì)于LED新型光源需要考慮各色高飽和度的問題；

二、CRI并沒有考慮相關(guān)色溫過高或過低產(chǎn)生的影響，對(duì)于諸如2000k黑體或20000k晝光的Ra為100,但顯色性并不好；

三、CRI沒有考慮色位移的方向影響；

四、目前，CRI所采用的色差公式和色適應(yīng)公式已經(jīng)過時(shí)，已有大量證據(jù)表明顯色指數(shù)并不能很好的表示人眼的視覺感受。

近十幾年來，國內(nèi)外對(duì)光源質(zhì)量的分析做了大量的研究與改進(jìn)方案，以期找到一個(gè)更合適的評(píng)價(jià)指標(biāo)。在這個(gè)過程中一個(gè)簡(jiǎn)單有效的實(shí)驗(yàn)方法對(duì)推動(dòng)光源評(píng)價(jià)指標(biāo)工作有極大的作用。

為此，本發(fā)明人積極加以研究創(chuàng)新，以期從光源還原性能力這個(gè)角度出發(fā)，考慮人眼顏色分辨閾值的影響，創(chuàng)設(shè)了一個(gè)簡(jiǎn)單有效且更貼近人眼視覺感受的分析光源還原性能力的標(biāo)準(zhǔn)色塊實(shí)驗(yàn)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決上述問題，提出分析光源還原性能力的標(biāo)準(zhǔn)色塊實(shí)驗(yàn)方法，通過標(biāo)準(zhǔn)色塊實(shí)驗(yàn)測(cè)得待測(cè)光源在標(biāo)準(zhǔn)色塊的反射光譜并計(jì)算其顏色相似度，依據(jù)顏色相似度快速準(zhǔn)確的分析出光源的還原性能力，簡(jiǎn)單有效且更貼近人眼視覺感受。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

分析光源還原性能力的標(biāo)準(zhǔn)色塊實(shí)驗(yàn)方法，包括以下步驟：

a.分別測(cè)量各標(biāo)準(zhǔn)色塊在參考光源下反射光譜；

b.分別測(cè)量各標(biāo)準(zhǔn)色塊在待測(cè)光源下反射光譜；

C.根據(jù)信號(hào)相關(guān)性原理和人眼顏色分辨力的貢獻(xiàn)因子構(gòu)造顏色相似度函數(shù)，如下：

式中C_1i(λ)為顏色樣本i在光源1照射下的反射光譜，C_2i(λ)為顏色樣本i在光源2照射下的反射光譜，μ₁＝∫C₁(λ)dλ；μ₂＝∫C₁(λ)dλ；g(λ)為人眼顏色分辨力的貢獻(xiàn)因子；

d.將步驟a和b中測(cè)量的反射光譜帶入顏色相似度函數(shù)進(jìn)行計(jì)算，得到各標(biāo)準(zhǔn)色塊在待測(cè)光源照射下與參考光源照射下反射光譜的顏色相似度；

e.分析各標(biāo)準(zhǔn)色塊顏色相似度的分布，根據(jù)各標(biāo)準(zhǔn)色塊的顏色相似度的大小來判斷待測(cè)光源在各個(gè)色塊上的還原性能力大小。

所述標(biāo)準(zhǔn)色塊采用CRI標(biāo)準(zhǔn)色塊，且選用其中的R1～R8色塊。

所述步驟a和b測(cè)量反射光譜符合CIE測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，其中參考光源為自然光源，采用海洋光譜儀USB4000測(cè)量自然光照射下標(biāo)準(zhǔn)色樣的反射光譜；待測(cè)光源為白熾燈、三基色熒光燈、白光LED或自然光型LED中的一種。

采用上述方案后，本發(fā)明的有益效果在于：通過標(biāo)準(zhǔn)色塊實(shí)驗(yàn)得出顏色相似度，依據(jù)基于顏色相似度分析光源的還原性能力，其中，顏色相似度的計(jì)算考慮人眼顏色分辨閾值的影響，將人眼顏色分辨力的貢獻(xiàn)因子代入函數(shù)中，顏色相似性更符合人眼視覺感受，本發(fā)明判斷光源的還原性能力也更簡(jiǎn)單有效。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明分析光源還原性能力的標(biāo)準(zhǔn)色塊實(shí)驗(yàn)方法的流程簡(jiǎn)圖；

圖2是CRI標(biāo)準(zhǔn)色塊圖；

圖3是待測(cè)光源的相對(duì)光譜功率曲線；

圖4是各色塊在不同光源照射下的顏色相似度。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚、明白，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明的分析光源還原性能力的標(biāo)準(zhǔn)色塊實(shí)驗(yàn)方法，包括以下步驟：

a.分別測(cè)量各標(biāo)準(zhǔn)色塊在參考光源下反射光譜；

b.分別測(cè)量各標(biāo)準(zhǔn)色塊在待測(cè)光源下反射光譜；其中標(biāo)準(zhǔn)色塊采用CRI標(biāo)準(zhǔn)色塊，如圖2所示，本實(shí)施例選用其中的R1～R8色塊；

C.根據(jù)信號(hào)相關(guān)性原理和人眼顏色分辨力的貢獻(xiàn)因子構(gòu)造顏色相似度函數(shù)，如下：

式中C_1i(λ)為顏色樣本i在光源1照射下的反射光譜，C_2i(λ)為顏色樣本i在光源2照射下的反射光譜，μ₁＝∫C₁(λ)dλ；μ₂＝∫C₁(λ)dλ；g(λ)為人眼顏色分辨力的貢獻(xiàn)因子，且其中min(Δλ_th)為可見光波長(zhǎng)顏色分辨閾值最低值，Δλ_th(λ)為可見光波長(zhǎng)λ處的顏色分辨閾值；將參考光源與待測(cè)光源的反射光譜帶入函數(shù)計(jì)算時(shí)，光源1即指參考光源，光源2即待測(cè)光源；

d.將步驟a和b中測(cè)量的反射光譜帶入顏色相似度函數(shù)進(jìn)行計(jì)算，得到各標(biāo)準(zhǔn)色塊在待測(cè)光源照射下與參考光源照射下反射光譜的顏色相似度；

e.分析各標(biāo)準(zhǔn)色塊顏色相似度的分布，根據(jù)各標(biāo)準(zhǔn)色塊的顏色相似度的大小來判斷待測(cè)光源在各個(gè)色塊上的還原性能力大?。痪唧w規(guī)則是顏色相似度越高，待測(cè)光源對(duì)于該色塊的顯色能力越強(qiáng)。

步驟a和b測(cè)量反射光譜符合CIE測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，其中參考光源為自然光源，采用海洋光譜儀USB4000測(cè)量自然光照射下標(biāo)準(zhǔn)色樣的反射光譜；待測(cè)光源為白熾燈(Incandescent lamp)、三基色熒光燈(Fluorescent lamp)、白光LED(White-light LED)或自然光型LED(Nature-light LED)中的一種。為了更好的說明標(biāo)準(zhǔn)色塊實(shí)驗(yàn)方法的有效性，本發(fā)明實(shí)例將各種光源照照同一張圖片上，被照明效果的對(duì)比圖如圖3所示，在該圖片上的各種待測(cè)光源的相對(duì)光譜功率曲線如圖3所示。

表1.不同光源照明下標(biāo)準(zhǔn)色塊顏色相似度r_ci對(duì)比(自然光為參考光源)

將表1數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如圖4的折線圖所示自然光型LED燈照明下的R1～R8色塊與標(biāo)準(zhǔn)光源照明下的顏色相似度最高，平均值為0.847，并且每一種色塊的顏色相似度都較高；其次是白光LED燈，顏色相似度平均值為0.525，但紫紅色塊R7的顏色相似度較差，為0.252，另外青色色塊R6、粉紅色塊R8的顏色相似度也不高，分析其原因，從光譜曲線圖(圖3(a))可以看到主要是白光LED發(fā)光光譜中缺少紫色光，紅色光和青色光相對(duì)較弱造成的；再者是白熾燈，顏色相似度平均值為0.478，其中藍(lán)綠色塊R4～R6的顏色相似度較差，尤其是天藍(lán)色色塊R5的顏色相似度只有0.021，接近完全不相似，其主要原因也是白熾燈光譜中藍(lán)綠光成分少，特別是藍(lán)光很少造成的；最差的是熒光燈照明下的顏色相似度，平均值只有0.351，幾乎每個(gè)色塊的相似度都很低，造成熒光燈照明色樣顏色相似度低的原因是熒光燈的線光譜，其光源本身的顏色成分少，照明色樣時(shí)雖然視覺上能感覺到顏色的多樣性，但與樣品本色相比必然存在差異，如圖3(c)與圖3(a)的顏色差異可一目了然。

圖4所反映的各色塊在不同光源照射下的顏色相似度情況與圖3人眼感受的視覺效果一致，可見，平均顏色相似度越高，待測(cè)光源還原性越好，本發(fā)明還能有效分析出待測(cè)光源在哪個(gè)色塊的還原性能力大小，進(jìn)而能有效評(píng)價(jià)光源的質(zhì)量。

上述說明示出并描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對(duì)其他實(shí)施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文發(fā)明構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識(shí)進(jìn)行改動(dòng)。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動(dòng)和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應(yīng)在本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。