发光二极管用于光度测量的表征和颜色增强

发光二极管(LED)光源和发光体的光度测量表征的新标准要求光度和色度量的测量值.本文研究了不同光谱和不同色温下的一些LED光源在光度计和色度应用中的表现.这项研究依赖于这些不同类型的LED混合光谱来增强显色指数(CRI),以尽可能接近标准源.LED光源表征需要一些光度和色度的评价数量,如光通量(?),色度坐标(x,y)和(u′,v′),相关色温(CCT)和显色指数(CRI).     

发光二极管用于光度测量的表征和颜色增强（英文）

发光二极管(LED)光源和发光体的光度测量表征的新标准要求光度和色度量的测量值。本文研究了不同光谱和不同色温下的一些LED光源在光度计和色度应用中的表现。这项研究依赖于这些不同类型的LED混合光谱来增强显色指数(CRI),以尽可能接近标准源。LED光源表征需要一些光度和色度的评价数量,如光通量(Ф),色度坐标(x,y)和(u′,v′),相关色温(CCT)和显色指数(CRI)。     

模糊PID控制的恒星光谱模拟

针对目前基于数字微镜（Digital Micromirror Device,DMD）的光谱模拟中，光谱模拟单元具有不同偏态性质且存在非线性调制等特点，提出了一种适用于多种色温调制的基于模糊PID控制的恒星光谱模拟方法。构造了DMD工作矩阵、光谱调制权重矩阵、光谱分布函数矩阵以及目标光谱矩阵，建立了基于DMD的光谱模拟数学模型；然后，研究了基于遗传算法优化BP神经网络的光谱分布函数拟合算法，在400～800 nm的峰值波长内实现了光谱分布函数拟合；提出了一种基于模糊PID控制的光谱模拟算法，选择模糊集合与隶属度函数，制定了模糊推理以及解模糊化规则。仿真分析了模糊PID控制器性能，结果表明与PID控制相比，模糊PID控制的超调量减小90.7%，调节时间缩短了69.4%。最后，实验验证了3 000～11 000 K色温光谱分布曲线的模拟精度，结果表明：光谱模拟误差优于±4.21%；相较于PID控制，模糊PID控制在3 000,6 500以及11 000 K色温的最大光谱模拟精度分别提高了2.31倍，1.71倍和2.02倍。所提出的方法可以进一步提升光谱模拟精度，为高精度星敏感器的地面标定提供...     

基于WiFi调光的LED驱动控制器的设计

设计一种基于WiFi短距离无线数字通信技术控制LED光源亮度的驱动控制器。采用PWM控制LED光源亮度,用脉宽调制技术精确控制流过LED光源的电流,为LED光源提供恒定的驱动电流和安全稳定的负载。使用者可以通过手机控制软件设置四路LED光源的亮度、色温等光学参数,也可以根据相应的应用场合设置光照时间以及光照模式等。实验证明,该控制方法简易、可靠、方便,具有一定的实用意义。     

数字电影滤光反射镜光谱设计

为了满足数字电影光学系统色温要求及提高光源能量利用效率,降低设计及光学薄膜镀制难度,计算了色温变化小、光源利用效率高的可见光高反射光谱波段。根据椭球滤光反射镜的工作原理及滤光薄膜的光谱特性,结合氙灯光源光谱及人眼的视觉函数,分析了可见光不同光谱波段对系统光效率及色度坐标的影响。获得了可见光波段光效利用率高,色度参数变化小的波段范围,解决了数字电影反光镜滤光薄膜可见光高反射波段初始设计问题。由滤光薄膜设计及镀制结果得到,405～690nm波长范围可作为数字电影滤光反射镜薄膜高反射区域,相比与氙灯光源光谱,x、y色度偏差不超过0.001,理论反射光光效率达99%以上。     

基于LED的光谱可调光源结构研究

介绍了一个由大量LED组合而成的光谱可调光源,通过不同LED的组合产生不同光谱分布,可以模拟各种光源。该光源主要由LED屏体、光谱匹配模块以及LED控制驱动模块构成。LED屏体由2 304个窄带LED组成,通过LED数据分配卡将接收到的显示数据进行分配,并驱动屏体上的LED,以PWM的方式精确控制每一个LED的电流,实现256级及以上灰度等级显示。整个系统经初步调试,已能模拟部分光谱。该光源将具有广泛的应用前景。     

基于LabVIEW的LED光源的光谱及色度检测研究

介绍了一种基于高级图像编程语言（LabVIEW）的发光二极管（LED）的发光光谱及色度参数的检测。介绍了对LED光源光谱及色度检测的原理及测试方法,详细说明了怎样基于LabVIEW在此检测系统应用中软件功能的实现,并附上相关的实验结果加以说明。结果证明所提出的快速测试LED发光光谱及色度参数的方法的可行性和优越性。     

光谱扫描间隔对节能光源色度测试的影响研究

研究了光谱扫描间隔对节能照明光源色度测试及合格性判断的影响.实验采用积分球-光谱仪测试系统,分别以1nm和5nm两种光谱扫描间隔测量节能灯样品光谱、色温、显色指数、色坐标等参数.实验结果发现:1nm、5nm采样条件下光源光谱功率在610nm附近峰值相差最为显著;1nm扫描间隔所测色温值均高于5nm间隔所测值,显色指数均...     

LED的光谱分布可调光源的设计

介绍了一种光谱分布可调光源的设计,该光源由积分球和大量不同颜色的LED组成.在可见波段.这种光源能产生不同光谱曲线,可以模拟很多不同光源的光谱分布.该项设计通过仿真使光源的光谱分布模拟目标光源的光谱分布,并设计了电源控制箱精确地控制每个LED模块.光源的面非均匀性为0.53%,角度特性在±10°以内,最大偏差为0.77%.这种新型光源在光辐射测量中可以作为一种传递标准.     

板上芯片集成封装发光二极管的光色检测系统

针对板上芯片(COB)集成封装发光二极管(LED)补粉排测设备对光色参数检测的需求,研制了一套基于光纤光谱仪的LED快速光色检测系统。该系统包括光色参数检测模块、LED测试机械结构及显示模块等3个部分。光色参数检测模块主要由自制光谱仪构成,用于对测量获得的光谱数据进行计算,进而得出LED的光色参数。LED测试机械结构由积分球和可加装不同COB封装LED的夹具测试平台构成。基于该系统架构,可快速测量LED的光通量、色坐标及色温等参数。利用该设备进行了COB封装LED的快速扫描并测量了它的光色参数,期间操作者可根据实际测量结果进行相应的补粉。结果表明:在测试10颗LED时,单次测量时间少于3s;LED色坐标准确度优于±0.003,色坐标重复性小于0.000 5,色温测试精度为0.6%@5700K,色温重复性误差小于0.000 8。测试结果满足了当前大功率COB封装LED测试系统对速度、准确性和重复性的要求。     

数显便携式测色仪设计

为了使牙齿健康美容领域中牙齿的配色更加精确,设计出一款以色度学原理为基础,应用白平衡调节手段,采用集成数字化电路及掌上结构设计的牙齿测色仪器。设备以正白光高亮LED为光源、mega128单片机为核心,采用TCS230可编程颜色传感器采集颜色信号,通过C语言编程来实现颜色数据的采集、显示以及存储。通过比色卡对比实验,分析了几种影响测量精确度的因素。仪器具有测量精度高、稳定度好、功耗低、便于携带等优点,具有广泛的应用前景及市场空间。     

光源相关色温算法的比较研究

基于色温的基本理论,对三角垂足插值法、黑体轨迹的Chebyshev法、模拟黑体轨迹弧线法和M cCam y近似公式法等四种相关色温计算方法进行了比较分析。从理论和实验两方面分别讨论了各种算法的预测精度和应用特点,并给出了综合比较结果。     

基于色彩感知的无参考图像质量评价

图像发生失真会改变RGB色彩空间的颜色特征、各色彩分量的亮度分布及其间的相关性,基于此,提出了一种新的无参考图像质量评价方法。首先,标准化6种颜色系数以消除光照环境变化对RGB模型的影响,并利用各颜色系数的拟合广义高斯分布模型(GGD)的形状参数作为颜色统计特征;其次,分别计算各色彩分量的均值减损对比归一化(MSCN)系数及其邻域系数间的互信息,利用互信息作为统计特征来描述其各分量间的相关性;进而,利用人眼更为敏感的G分量MSCN系数的拟合GGD模型参数及其4方向邻域MSCN系数的拟合非对称广义高斯分布模型(AGGD)参数作为亮度统计特征;最后,分别利用支持向量回归机(SVR)和支持向量分类机(SVC)构建无参考图像质量评价模型和图像失真类型识别模型,并在LIVE等数据库上进行了算法与差异平均意见分(DMOS)的相关性、模型的鲁棒性等方面的实验。实验结果表明,本文方法的评价结果与人类主观评价具有高度的一致性;而且图像失真类型识别模型的识别准确率也高达到93.59%,明显高于当今主流无参考图像质量评价方法。     

彩色打印机色空间变换的色度密度方法

提出了一种用于彩色打印机色空间变换的方法.基于输出色彩单色色度特性与数字驱动值以及复色与单色色度特性之间存在着一维和三维的特征关系,通过色度密度的概念及神经网络方法将此特征关系定量化,由此建立了输出色度色空间与输入数字色空间之间的变换关系.采用729组训练数据的实验结果表明,该色度密度方法达到的变换精度高于一些直接建立输出输入关系的方法.喷墨打印系统的实验结果表明,输出CIELAB色度平均和最大色差分别为3.18和16.0;260组泛化测试CIELAB色度平均和最大色差分别为4.00和16.8.     

Generating selected color using RGB,auxiliary lights,and simplex search

A mixed light source generates various colors with the potential to adjust the intensities of multiple LEDs, which makes it possible to generate arbitrary colors. Currently, PCs and OSs provide color selection windows that can obtain the red, green, and blue (RGB) or hue, saturation, and lightness (HSL) color coordinates of a user’s selection. Mixed light sources are usually composed of primary-colored LEDs with LEDs in auxiliary colors such as white and yellow used in a few cases. The number of LED inputs and the dimming levels are greater than the number of elements in the color coordinate when using auxiliary-colored LEDs, which causes an under-determined problem. This study proposes a method to determine the dimming levels of LEDs based on a simplex search method (SSM). Commercial LEDs have different optical power values and impure color elements, even if they are RGB. Hence, the characteristics of the LEDs were described using a linear model derived from the tri-stimulus values (an XYZ color coordinate model) and dimming levels. Color mixing models were derived for an arbitrary number of auxiliary-colored LEDs. The under-determined problem was solved using an SSM without an inverse matrix operation. The proposed method can be applied to a machine vision system and an RGBW light mixer for semiconductor inspection. The dimming levels, obtained using the proposed method showed better optical responses than those derived using other methods.     

彩色扫描仪的特征化

阐述了扫描仪特征化的原理和方法.采用多项式回归和人工神经网络技术,建立了扫描仪记录的RGB信息和原影像CIEXYZ及CIELAB色度信息之间的非线性对应关系.对4个常用扫描仪,实验得到了合理的多项式和人工神经网络结构.发现多项式项数为10较为合适,达到的CIELAB平均色差和最大色差分别在1.6～3.0和8～13个色差单位之间;6个隐含层神经元为人工神经网络较为合理的结构,达到的CIELAB平均色差和最大色差分别在1.4～2.6和6～8个色差单位之间.实验结果表明,对常用扫描仪的特征化,可采用多项式回归或人工神经网络技术,其中人工神经网络技术精度较高.     

基于RGB颜色信息聚类的光谱反射率重建

针对光谱反射率研究中因训练样本数据量大造成的冗杂等问题，提出了一种基于RGB信息进行聚类的样本分类方法。首先对颜色进行聚类并确定聚类个数，后对每一类光谱反射率使用BP神经网络分别进行重建。对于实验结果，使用ΔE₀₀、均方根误差（RMSE）以及适应度系数等标准进行评价，同时与主成分分析算法进行对比。从实验分析可得出，在聚类数目为7时光谱反射率重建效果最好，这时的平均CIE2000的色差为0.836，平均RMSE为0.0149，平均适应度系数为99.82%，并且，在最后对重建色差较大的色块进行了优化处理。实验证明，颜色聚类方法可以很好的应用于光谱反射率重建。     

大面阵彩色CCD航测相机的辐射定标

以大面阵彩色CCD航测相机为研究对象,分析其成像过程,提出了影响相机辐射响应特性的各个因素,并以此为基础,建立了辐射响应特性模型.分别在暗场和使用积分球的条件下进行了辐射响应标定实验,通过组合更改输入辐亮度、曝光时间和CCD增益等因素对相机的辐射响应特性进行测量和分析.结果表明,相机R、G、B颜色通道随输入辐亮度变化的辐射响应特性并不相同,但在工作谱段范围内均呈线性变化趋势.采用最小二乘法对辐射标定数据进行拟合,一次多项式拟合结果的决定系数R2值均可达到0.999以上.当输入辐亮度不变时,相机输出图像灰度值随曝光时间或CCD增益的变化星线性变化趋势,从而为其它工作条件下辐射响应特性曲线的推演奠定了理论基础.将相机辐射响应标定结果应用于相机调光功能,成像结果表明,获得的图像亮度适中,图像平均灰度值满足调光要求.