光源顯色性性能的光譜診斷方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及照明技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及色度學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及光源顯色性性能的光譜診斷方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]光源顯色性是一個非常重要的用于表示光源對物體顯示真實性的參數(shù)。傳統(tǒng)光源采用顯色指數(shù)CRI(Color Rendering Index)來表示，對于傳統(tǒng)光源來說，這種方法應(yīng)用較好。但是隨著新光源LED的出現(xiàn)，顯色指數(shù)CRI出現(xiàn)了越來越多的問題。CIE技術(shù)報告指出:CRI對于包含LED光源的一系列光源進(jìn)行顯色評價時得到的結(jié)果不能令人滿意。為正確評估LED光源的顯色性，需要對光源的顯色性評估體系進(jìn)行深入的探討和研究。
[0003]近年來，國際上提出了數(shù)十種顯色性評價指標(biāo)，比如，RCRI (Rank-order basedColor rendering index，基于排序的顯色指數(shù))，CQS(Color quality scale，顏色質(zhì)量指標(biāo))，MCRI(Color rendering index based on memory colors，基于記憶色的顯色指數(shù))和GAI(Gamut area index，色域指數(shù))。其中CQS和GAI獲得了較多的認(rèn)可。Rea提出了顏色的顯色能力應(yīng)該包括三個方面，自然性(naturalness)、飽和性(saturat1n)以及辨識能力(discriminat1n)，他提出三種評估指標(biāo)分別來評價不同方面的屬性。其中，CRI用于評價自然性，GAI用于評價飽和性，而FSCI(Full spectrum color index，全波段光譜顏色指數(shù))用于評價辨識能力。正常的Ra值是基于8種顏色樣品的，Ra表明了光源對于這8種顏色樣品的顯色能力。而CQS系統(tǒng)采用了 15種更為飽和的顏色作為評價顯色性的標(biāo)準(zhǔn)顏色樣品。相比較于CRI，CQS更為科學(xué)一些。但是，CRI和CQS系統(tǒng)都要依賴于標(biāo)準(zhǔn)顏色樣品，越多的標(biāo)準(zhǔn)顏色樣品，將會得到更好的結(jié)果。雖然CRI和CQS在大部分條件下都能較好的對光源顯色性進(jìn)行定量評估，但是CR1、GAI采用8種顏色樣品是不夠的，而CQS采用15種標(biāo)準(zhǔn)顏色樣品也不能很好的評估所有光源。在評價一些比較特殊的光譜組成時，CR1、GAI和CQS出現(xiàn)了很大的問題。目前的顯色性體系只是進(jìn)行性能評價，并不能診斷光譜問題而達(dá)到性能提升。因此，需要針對顯色性技術(shù)中不能解決診斷光譜問題進(jìn)行研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種光源顯色性性能的光譜診斷方法及系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中診斷光源光譜所引起的顯色性性能效果差的問題。
[0005]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，光源顯色性性能的光譜診斷方法，包括:
[0006]步驟1、計算需要診斷光源光譜能量分布的顯色指數(shù)；
[0007]步驟2、提取所述光源光譜能量分布中的單色光譜，并在所述單色光譜中加入等能白光，根據(jù)所述單色光譜和所述等能白光在CIE1976色度圖上繪制光譜純度曲線，所述光譜純度曲線形成光譜色域面積；
[0008]所述的光譜診斷方法還包括以下步驟:
[0009]步驟3、根據(jù)所述光譜色域面積計算光譜色域面積指數(shù)，使用所述光譜色域面積指數(shù)評價光譜的缺失情況；
[0010]步驟4、結(jié)合所述光譜色域面積和光譜的缺失情況，判斷需要添加的光譜的缺失部位；
[0011]步驟5、根據(jù)光譜的缺失部位計算光譜主波長，根據(jù)所述光譜主波長與峰值波長關(guān)系，判斷缺失部位需要的峰值波長光譜，所述峰值波長光譜即為需要添加的缺失部分光譜；
[0012]步驟6、結(jié)合所述缺失部分光譜、色度坐標(biāo)以及原光源光譜進(jìn)行光色合成計算，確定缺失部分光譜應(yīng)該添加的比例，得到生成光源光譜，所述色度坐標(biāo)根據(jù)所述生成光源光譜進(jìn)行設(shè)定得到;根據(jù)所述生成光源光譜重新計算顯色指數(shù)，并判斷所述顯色指數(shù)是否達(dá)到預(yù)置條件，如達(dá)到則結(jié)束，否則返回重新執(zhí)行步驟2至6，直到達(dá)到預(yù)置條件。
[0013]與上述方案相結(jié)合，所述步驟3中，將光譜色域面積分成SGAa和SGAb兩部分，其中SGAa為所述光譜純度曲線所圍成的多邊形區(qū)域，SGAb為SGAa多邊形區(qū)域?qū)?yīng)的凸多邊形區(qū)域與SGAa多邊形區(qū)域差值區(qū)域，所述光譜色域面積指數(shù)根據(jù)公式SGAI = 100XCX (SGAa+aXSGAb)進(jìn)行計算，其中SGAI為光譜色域面積指數(shù)，α為系數(shù)，范圍在0-1之間，C為常數(shù)。
[0014]與上述各個方案相結(jié)合，所述步驟4中，根據(jù)所述光譜色域面積通過添加光譜缺失部分的色度點，計算新的色域面積增大比例，根據(jù)所述色域面積增大比例判斷需要添加的光譜的缺失部位。
[0015]與上述各個方案相結(jié)合，所述步驟5中，所述光譜主波長與峰值波長隨著半寬度變化而變化，根據(jù)變化的關(guān)系進(jìn)行調(diào)整，得到對應(yīng)在光譜能量分布圖上的峰值波長光譜。
[0016]本發(fā)明還提供一種光源顯色性性能的光譜診斷系統(tǒng)，包括:
[0017]顯色指數(shù)計算模塊，用于計算需要診斷光源光譜能量分布的顯色指數(shù)；
[0018]光譜色域面積形成模塊，提取光源光譜能量分布中的單色光譜，并在所述單色光譜中加入等能白光，根據(jù)所述單色光譜和所述等能白光在CIE1976色度圖上繪制光譜純度曲線，所述光譜純度曲線形成光譜色域面積；
[0019]所述光譜診斷系統(tǒng)還包括:
[0020]光譜缺失評價模塊，根據(jù)所述光譜色域面積計算光譜色域面積指數(shù)，使用所述光譜色域面積指數(shù)評價光譜的缺失情況；
[0021]光譜缺失判斷模塊，結(jié)合所述光譜缺失評價模塊得到的光譜色域面積和光譜的缺失情況，判斷需要添加的光譜的缺失部位；
[0022]光譜添加模塊，根據(jù)光譜的缺失部位計算光譜主波長，根據(jù)所述光譜主波長與峰值波長關(guān)系，判斷缺失部位需要的峰值波長光譜，所述峰值波長光譜即為需要添加的缺失部分光譜；
[0023]光譜診斷模塊，根據(jù)所述缺失部分光譜、色度坐標(biāo)以及原光源光譜進(jìn)行光色合成計算，確定缺失部分光譜應(yīng)該添加的比例，得到生成光源光譜，所述色度坐標(biāo)根據(jù)所述生成光源光譜進(jìn)行設(shè)定得到;根據(jù)所述生成光源光譜重新計算顯色指數(shù)，并判斷所述顯色指數(shù)是否達(dá)到預(yù)置條件，如達(dá)到則結(jié)束，否則返回所述光譜色域面積形成模塊重新開始執(zhí)行診斷，直到達(dá)到預(yù)置條件。
[0024]與上述技術(shù)方案相結(jié)合，所述光譜缺失評價模塊包括分割單元和計算單元，
[0025]所述分割單元，用于將光譜色域面積分成SGAa和SGAb兩部分，其中SGAa為所述光譜純度曲線所圍成的多邊形區(qū)域，SGAb為SGAa多邊形區(qū)域?qū)?yīng)的凸多邊形區(qū)域與SGAa多邊形區(qū)域差值區(qū)域；
[0026]所述計算單元，根據(jù)所述光譜色域面積指數(shù)公式SGAI = 100 XCX (SGAa+α X SGAb)進(jìn)行計算，其中SGAI為光譜色域面積指數(shù)，a為系數(shù)，范圍在0-1之間，C為常數(shù)。
[0027]與上述各個技術(shù)方案相結(jié)合，所述光譜缺失判斷模塊根據(jù)所述光譜色域面積通過添加光譜缺失部分的色度點，計算新的色域面積增大比例，根據(jù)所述色域面積增大比例判斷需要添加的光譜的缺失部位。
[0028]與上述各個技術(shù)方案相結(jié)合，所述光譜添加模塊中的所述光譜主波長與峰值波長隨著半寬度變化而變化，根據(jù)變化的關(guān)系進(jìn)行調(diào)整，得到對應(yīng)在光譜能量分布圖上的峰值波長光譜。
[0029]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于:所述的光源顯色性性能的光譜診斷方法通過光譜色域面積以及光譜色域面積指數(shù)判斷需要添加的光譜的缺失部位，進(jìn)而根據(jù)光譜的缺失部位確定光譜主波長、峰值波長光譜以及需要添加的光譜比例，得到生成光源光譜，從而確定生成光源光譜的顯色指數(shù)來診斷光譜。本發(fā)明將基于物理量的光譜能量分布轉(zhuǎn)換為基于視覺