基于LED照明的色差评价研究

截止目前,多国相关颜色科学工作者已累计提出了40多个色差公式,但是目前所有的色差公式的相关使用,都只能限定在CIE给定的观测条件。固态照明作为近些年光源研究的重点方向,相关的研究如基于LED照明条件的色差研究仍未展开。该研究遵循CIE的色差研究指导原则,首先选取CIE推荐的17种颜色中心中的五种颜色,制成实验色块样张,分别以U30,TL84和D65光源为参考光源,以LED灯泡为实验光源。选用CIE1976LUV色差公式、CIE1976LAB色差公式、CIEDE2000色差公式分别对打印色块进行理论色差值的计算。然后采用20名观察者,通过心理物理学的视觉评价实验对打印色样进行主观色差评价,最后通过标准化残差平方和(STRESS)将客观计算值与主观评价数据进行对比分析。发现实验中选用的三种色差公式在LED照明条件下的色差预测性能均不是很理想。相比而言,在LED照明条件下,CIE1976LUV公式的预测性能相对要好,CIEDE2000公式次之,CIE1976LAB公式最差。     

基于数码相机的光谱重构研究

由数码相机信号直接重构物体表面的光谱信息对不同照明条件下颜色的复现十分重要.基于普通商用数码相机分别摄取两种CIE标准光源D65和A下颜色样品的RGB信号,采用主元分析法(PCA)和多项式模型的结合算法进行物体表面色光谱反射比的重构研究.实验结果表明,同时应用两种光源下的RGB信号可有效提高光谱重构精度,并能较好地再现色样的同色异谱特性.     

年龄与视觉光谱响应的相关性及其对颜色辨别的影响

采用心理物理实验方法中的同时双眼观察技术,组织3名不同年龄段(21,32,58岁)的观察者在EIZO液晶显示器上,每人重复7次匹配九种打印色样,建立不同年龄观察者匹配跨媒体颜色的数据组,研究不同年龄观察者的跨媒体颜色匹配视细胞响应。发现随着年龄的增长,观察者匹配九种颜色的鲜艳度明显下降,并且在匹配蓝色和紫色时,老年观察者蓝色通道的光谱响应明显降低。研究结果在某种程度上验证了CIEPO06观察者生理模型的结果,同时也为颜色再现行业生产、评价与年龄相关产品提供一定的理论依据和实验支持。     

基于反应时间的中间视觉道路照明功率密度分析及显色性能研究

给出了一种在人眼中间视觉条件下道路照明光源安全节能性能分析的研究方法.通过构建基于中间视觉行车行为反应时间模拟测试系统,建立了人眼中间视觉条件下的光视光效模型,获得了中间视觉下的光视光效曲线.并通过该模型,给出了基于照明功率密度LPD的光源节能性评价方法.从色度学理论出发,选用Luv均匀颜色空间,基于显色指数的光源显色性评价分析计算方法,探讨了不同主波长光源的相对光谱功率分布变化对光源颜色的影响,建立了光源主波长与显色指数的函数关系表达式,可计算获得人眼敏感度与光源颜色各个波长点的关系.对上述方法进行了反应时间模拟测试实验和道路照明图像清晰度计算实验验证,数据分析与计算结果表明,在中间视觉条件下,以540～ 550 nm为主波长的白绿色照明光源的功率密度和显色性最佳.     

基于纠缠相干态的量子照明雷达

量子照明雷达旨在利用量子光场探测热噪声环境下低反射率目标是否存在.发射光源的纠缠特性使其较经典雷达具有独到的探测优势.纠缠相干态(entangled coherent state, ECS)作为一类在噪声环境下纠缠鲁棒性较强的量子态,近年来在量子科学的多个领域得到广泛的应用.本文研究了基于三类不同ECS态的量子照明雷达的目标探测性能,并以双模压缩态(two-mode squeezed vacuum state, TMSV)和相干态作为基准对比和分析了三类ECS态纠缠度大小与其探测性能之间的关系.研究发现:在目标为低反射率且发射光子数远小于背景噪声的情形下,三类ECS态的探测性能优于相干态,劣于TMSV态;此外,三类ECS态的探测性能可由其纠缠度的大小来决定.在其他照明条件下,使用量子照明雷达进行目标探测较相干态雷达并无明显的优势,三类ECS态的探测性能与TMSV态和相干态方案并无明显联系.     

一种激光彩虹全息印刷品的颜色测量方法

由于激光彩虹全息印刷品表面光栅的特殊光学特性,其在白光下的成像会产生随机的彩虹干涉条纹,增加了全息印刷品颜色测量的难度。针对激光彩虹烟包印刷品的颜色测量问题,设计了一种全息印刷品的专用全息照明光源——穹顶光源,并以穹顶光源为照明基础构建了6通道线扫描电荷耦合器件(CCD)成像系统。在该环境下,采用基于主成分分析的光谱反射率重建方法对激光彩虹全息印刷品进行颜色测量。实验证明,提出的颜色测量方法,具有光谱重建精度高的特点,可以有效解决激光彩虹全息印刷品的颜色测量难题。     

基于新型色貌模型CAM16的颜色空间均匀性研究

对新型色貌模型CAM16的颜色空间均匀性进行分析评估,发现该模型颜色空间仍旧存在视觉均匀性不够理想的问题,这将会影响跨媒体颜色再现的准确性,导致相同颜色在不同观察环境下产生色差。为此,通过BFD色差数据集对该模型进行优化,以修正视觉均匀性,进而提出更为均匀的色貌模型CAM16-J′a′b′,同时采用国际通用的芒塞尔表色系统对优化后的颜色空间进行均匀性检验。结果表明,优化后的颜色空间均匀性有所提高,为跨媒体颜色再现研究提供了参考。     

色觉正常观察者辨色差异影响研究

为了比较色觉正常观察者的辨色差异受观察条件的影响程度,选择了不同照明光源和不同原色的显示设备,基于显示色和打印色,设计了4种不同观察条件的颜色匹配实验。利用StilesBurch的47个颜色匹配函数(CMFs)模拟个体观察者,对颜色匹配过程进行了模拟计算;同时,组织27~36名色觉正常观察者进行了颜色匹配实验。用观察者的离均色差,同色异谱大小和同色异谱变化三个指标来量化不同观察者的辨色差异性。结果表明,不同观察条件下,模拟计算结果中观察者的辨色差异受显示设备原色光谱和照明光源光谱影响较大,在匹配中性灰颜色时尤其明显。而颜色匹配实验结果中,外界因素的影响并不明显,这表明观察者的辨色差异不仅取决于观察者个体颜色匹配函数差异(观察者的同色异谱性),还取决于观察者的视觉机理响应、颜色分辨能力等。     

色度学及其进展

颜色是人的感觉器官对外界光刺激的一种反映，是一种知觉量。现代色度学采用心理物理学方法成功地解决了颜色匹配和色差的定量预测。该文对视觉生理、基本匹配实验、三刺激值和色品坐、均匀色空间、色貌预测、颜色信息交流、颜色复现等现代色度学的基本内容和新发展作了简要的介绍。     

低光泽度印刷色谱色貌数据组的建立与评价

色貌预测是现代颜色科学领域的基本理论和技术。为了评价低光泽度彩色印刷色谱的色貌,以丽印胶版纸印制的彩色印刷色谱为研究对象,根据颜色科学和心理物理学相关实验,建立其色貌参数样本数据组。采用相对系数R2和差异系数CV等数理统计方法,评价这种印刷色谱中Y-M内页在三种不同的照明光源下色貌的视觉评估结果。实验数据分析表明,在D65、A和TL84三种光源中,人眼在A光源下对颜色的识别能力明显不同于D65和TL84光源;同样在这三种光源中人眼对明度和色调的评估准确度最高,彩度最差。     

基于色貌的跨媒体颜色复制

介绍了一种基于视觉匹配的跨媒体颜色复制方法。通过视觉匹配将一个环境下的一些色貌因素"映射"到另一个环境,是一种基于色貌的CRT特性化方法。该方法复制的22个Munsell色卡的平均视觉评价为6分制的5.17分。其中,红色调的复制色块视觉评价较好,蓝色调或蓝色占有较大比例的复制色块误差较大。sRGB作为目前流行的用于颜色通讯的标准色空间,在实验中也进行了比较。实验证明这种基于视觉匹配的特性化方法,已经包含了一些色貌因素,可以满足一般的应用要求,有着广泛的应用前景。     

基于模式识别技术的色貌模型评价研究

选用Munsell新标数据集,采用基于模式识别技术的圆度、色相角偏差、明度线性度与空间投影点聚集度四个指标来分别评价目前八个典型色貌模型在彩度均匀性、色相预测准确性、明度均匀性、颜色的空间再现的能力。结果表明,不同的色貌模型在四个方面的颜色再现性上表现出不同的优势。八个色貌模型对彩度预测最好的是RLAB,每个色貌模型对红色和绿色预测比较好,CAM02在色相预测整体上占优势;明度的均匀性预测都比较好,尤其是CIELAB;LLAB的颜色的空间再现能力最好。     

颜色视觉匹配中明度阈值的评价

为了对颜色视觉匹配中的明度阈值特性进行评价,采用在阴极射线管显示器上获得的颜色刺激,在5个不同明度的中性色背景下,标准刺激的明度L*从5到95以5个CIELAB单位为变化步长,共对19个不同明度的中性标准颜色进行视觉匹配实验。通过对实验结果的处理和分析,验证了关于颜色刺激视觉辨别明度阈值与背景明度之间相关性的韦伯法则和crispening效应,同时利用颜色视觉匹配数据对基于CIELAB的相关色差公式进行了评价和比较,CIEDE2000具有最好的明度差预测性能,CMC次之,CIELAB和CIE94最差。     

Three Dimensionality of the Recognized Visual Space of Illumination Proved by Hidden Illumination

We hypothesized that the recognized visual space of illumination (RVSI) was constructed in our brain when we grasped the state of illumination of a space. The importance about the RVSI is that it is three dimensional and is valid not only at the surfaces of the existing objects in the space, but also for the entire portion in the space where no objects exist. With this property of RVSI we are able to predict the appearance of an object surface in terms of lightness as well as of color when the object shifts from one place to the other in the space. The three dimensionality of the RVSI is proved by giving a hidden illumination within a space and by asking a subject to judge the lightness or color of a test patch placed in the area of the hidden illumination. In spite of the additional light on the test patch the subject did not recognize that the light was added but simply felt that the surface was made of a higher lightness or colored by transferring the light into an increase of the reflectance factor of the test patch. The results can be interpreted if we assume that a same RVSI exists throughout the entire space including the area of the hidden illumination.     

基于孟塞尔系统的阴极射线管特性化新方法

提出了一种新的阴极射线管特性化的方法。该方法的特点是采用“视觉匹配”方法,在反射体表面色和白发光体之间映射一些色貌因素,但没有使用任何复杂的色貌模型。是一种考虑了一些色貌因素的阴极射线管特性化方法。由于该问题的个性因素较多,采用BP神经网络实现色空间的非线性映射。实验结果表明,只要阴极射线管被标定,在办公室环境下,该方法可以改进在不同的阴极射线管上重现的颜色。采用3-7-7-3简单的网络结构;分色相样本训练。训练样本平均色差可以达到3．07L^*u^*v^*色差单位,测试样本平均色差可以达到4．55L^*u^*v^*色差单位,小于阴极射线管的最大可接受色差,结果是令人满意的。这在电子商务和办公自动化方面有广泛的用途。     

The Casimir Effect and the Vacuum Energy: Duality in the Physical Interpretation

The Casimir effect is usually interpreted as arising from the modification of the zero point energy of QED when two perfectly conducting plates are put very close to each other, and as a proof of the “reality” of this zero point energy. The Dark Energy, necessary to explain the acceleration of the expansion of the Universe is sometimes viewed as another proof of the same reality. Recently, several physicists have challenged the usual interpretation, arguing that the Casimir effect should rather be considered as a “giant” van der Waals effect. All these aspects are shortly reviewed.     

LED照明节律效应随年龄的变化

研究了不同色温LED照明时节律效应随年龄的变化规律。在节律因子计算公式中,引入不同年龄人眼的透射谱,分析LED色温和年龄对节律因子的影响。然后,测量了12名老年和18名青年男性在黑暗状态下以及照度为500 lx、不同色温LED照明时的心率,采用黑暗状态与照明状态的心率变化表征节律效应,来验证所得的理论规律。结果表明:色温为6 500,5 500,4 500,3 500 K的LED照明时,青年人(20岁)的节律因子分别为1.1,0.7,0.5,0.44,不同色温LED照明时心率变化率差异明显;老年人(65岁)的节律因子分别为0.5,0.3,0.25,0.2,不同色温下心率变化较小。在同一色温LED照明时,节律效应随着年龄的增加而减小。LED色温不同时,青年人节律因子的变化较大,老年人则变化较小。     

基于吸光度的PET薄膜专色配方预测方法

基于吸光度与物质浓度的相关关系建立了一种PET薄膜印刷的混合油墨组分预测模型。该方法首先依据光的传播理论和光在墨层与承印材料中的多重内反射原理,利用基色和混合专色薄膜印品在黑白两色基底上的反射光谱,建立具有高透低反特性薄膜印品透射光谱的获取方法,并利用透射光谱求解吸收光谱;然后对专色吸光度与基色浓度进行回归分析,确定吸光度与基色浓度线性相关度高的特征波段,再根据郎伯比尔定律,利用特征波长处的专色样本吸光度与基色样本吸光度建立组分预测模型,求解专色样本的配方比例;最后,分析预测配方与预设浓度的偏差,并按照预测配方浓度重新打样,采用色差与光谱均方根误差对计算配方色与目标专色的匹配程度进行分析,验证模型精度。以凹印PET薄膜双基色混合样品为实验对象,对提出的方法进行测试。光谱分析表明,基色样本和专色样本光谱反射率曲线在黑白两种基底上有明显差异,但都随基色油墨浓度变化具有相同的变化规律,专色样本的光谱透射曲线随着基色浓度的变化接近浓度比例大的基色曲线,在400～580 nm区间,专色的吸收光谱随着基色油墨A浓度降低而升高,在580～700 nm区间随着基色油墨A浓度降低而降低。除570～590 nm吸收曲线相交区间以外,在可见光范围内专色油墨吸光度与基色油墨浓度之间的判定系数R2均大于0.95,平均值为0.990 0,两者具有强线性相关关系。分别选取基色A和B波长为520 nm(R2为0.994 2)和700 nm(R2为0.998 5)处的吸光度代入配色模型,并利用最小二乘法求解目标专色的配方比例。实验结果表明,六组预测浓度与预设浓度相比较,配方平均偏差为2.5%,无显著偏差。配方色样本与专色样本色差最大值为1.98,最小值为0.30,平均值为0.85,均满足GMI对专色复制的要求,其中5组专色色差小于1.5,符合专色忠实复制的要求;6组专色的光谱均方根误差最大值为2.93%,最小值为0.49%,平均值为1.40%,基本实现了同色同谱的高精度颜色复制。验证了该方法对于提高专色油墨配色精度和改善PET薄膜印刷质量具有显著效果,可为PET薄膜专色配方预测提供科学方法。     

LED光环境及服装色彩对消费者行为影响分析

LED光源具有高显色性、高发光效率、寿命长、节能环保等优秀的性能,目前很多服装店已经采用L ED进行照明.但服装店在选择照明方式上出现很多问题,比如灯光不能再现服装的真实原貌,消费者的氛围感知不强,消费者购买欲望差.以可调L ED光源为基础,针对服装店室内照明场合,分别采用普通照明方式、重点照明方式、局部照明方式和混合...