CN104865051A - 一种利用手机评价照明质量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用手机进行照明质量评价的方法：在手机中安装照明质量评价应用程序并存储最佳照明光参数库，使用时应用程序首先启动手机摄像头对被置于被测环境中的标准白板连续拍摄多张数字照片并临时存储，再从这些数字照片计算得到光照度、光照度空间分布均匀性、色温、显色指数、频闪幅度等参数，然后将这些参数与最佳照明光参数库中的数据进行比较来判断照明质量的优劣。本方法只需手机和白板就可方便地评价各种使用环境的照明质量，且评价指标科学合理。

Description

一种利用手机评价照明质量的方法

技术领域

本发明属于照明质量评价技术领域，特别是涉及一种利用手机进行照明质量评价的方法。

技术背景

人们的学习、工作、生活离不开照明，照明质量的优劣直接关系到人们的身心健康和学习、工作效率。不合理的照明可导致近视、散光等视力问题和其他疾病。例如有人做过对比实验表明，光照度对儿童近视有明显影响，太暗或太强的光线多都会损害视力，过高的光照容易导致眩晕、散光，过低的光照容易导致眼睛疲劳和近视。频闪将使瞳孔括约肌因过度使用而疲劳，从而对眼球的屈光系统造成损伤，还使得视网膜神经元因活动频繁而产生不良后果，从而对视网膜造成损伤。不合理的照明能量光谱分布也会对人的视力和心理产生不利影响，例如照明光线中过多的蓝光成分会损伤视网膜。良好的照明应具备以下条件：

(1)合适的光照度值及其在空间的均匀分布。

(2)光照度稳定，无频闪。

(3)具有合适的色温和优良的显色性。

另外不同使用场所对于照明光的要求也不一样，比如读书写字、看电视、进餐三种情形对照明光的要求是不同的。

当照明光的强弱、色温、显色性有显著差别时，人眼才能直接感觉到，对于较慢的光源频闪人眼也可以感觉到。一般情况下，由于人眼分辨力的限制及其对光的自适应性，人类仅凭眼睛是不能判断所处环境的照明光是否科学合理。因此，借助仪器设备客观地对工作、学习、生活中的照明光进行检测和照明质量评价是很有必要的。

申请号为200910052288.6的中国发明专利公开了一种“便携式照明质量监测仪”，该专利的方法是：先通过光电池和其他辅助模块来测量照明光的照度，再将测量到的照度与预先设定的标准数据进行对比，根据对比结果评判环境的照明质量。该方法具有如下不足：

(1)仅仅以光照度为判断标准，没有考虑其他影响照明质量的重要因素如色温、显色性、频闪等。

(2)需要制作测量仪器，不仅增加了成本而且不便随时测量。

目前，具有拍照功能的智能手机已经普及，它具有强大的运算能力和大容量存储器，已经具备对照明光进行检测和质量评价的硬件和软件条件，应用手机对照明质量进行评估将给人们带来极大的方便。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用手机对照明质量进行评价的方法，评价指标包括光照度、光照度的空间分布均匀性、频闪、色温、显色性等。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是:

在具有拍照功能的智能手机中安装专用的照明质量评估程序并存储最佳照明光参数库，最佳照明光参数库是各种照明场合在最佳照明条件下各种光参数的集合，包括光照度、色温、显色指数等参数。进行照明质量评价时，在被测区域放置一个已知尺寸和散射系数的标准白板或灰板(要求不高时可用白纸代替，为了简洁起见下文统称为标准白板)，应用程序首先启动手机摄像头拍摄标准白板的多张数字照片并临时存储，再从这些数字照片计算得到光照度、照度的空间分布、色温、显色指数、频闪幅度等参数，然后将这些参数与最佳照明光参数库中的数据进行比较来判断照明质量的优劣，最后将测量得到的照明参数和评价结果在手机显示屏上显示出来。

进一步，评价结果以百分制或者等级制表示，并给出照明的不足之处和改进建议。

本方法具有如下优点：

(1)充分利用了手机的摄像头、中央处理器和存储器等已有的硬件资源，只需要在手机中安装照明质量评估应用软件，再放置一张白纸，在就可以方便地对环境的照明质量进行评估。

(2)评估指标不仅包括光照度，还包括光照度的空间分布均匀性、色温、显色指数、频闪等，因此评价方法更加科学合理。

具体实施方式

下面对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。

本发明的一个具体实施例的步骤如下：

步骤1建立最佳照明光参数库。方法一：针对某一照明使用场所(例如图书馆)，建立最佳照明，测量此照明环境的光照度、色温、显色性等参数，按照上述方法测量得到各种使用场所需要的最佳照明光参数，形成最佳照明光参数库；方法二：查询相关照明标准或根据眼科专家的建议也可得到各种使用场所的最佳照明光参数。最后，将最佳照明光参数库存入手机存储器中。

步骤2在被测照明环境中放置一块标准白板，要求不高时可用白纸代替，一般应水平放置。

步骤3启动手机摄像头连续拍摄标准白板的多张(设为N张)数字照片，并临时存储。

步骤4光照度、色温计算。上述每张数字照片可看做很多个像素点的集合，每个像素点与白板上的一个位置对应，数字照片中含有每个像素点的红(R)、绿(G)、蓝(B)三基色信息，再根据拍摄时使用的光圈参数、快门速度以及标准白板的散射系数和尺寸推算出白板上对应点的光照度和颜色，再根据颜色计算色温。计算出每个像素点对应的色温和光照度后，取平均值作为光照度和色温评价指标。

步骤5根据数字照片的每个像素点的RGB分量值计算对应的显色指数，最后取平均值作为显色指数评价指标。

步骤6将其中一张数字照片划分为若干(例如7×5)个大小相等的区域，计算每块区域的平均亮度记为I₁,I₂,…,I₃₅,求得它们的最大值I_max、最小值I_min、平均值I_AV,最后以(I_max-I_min)/I_AV为光照度的空间分布均匀性指标。

步骤7分别计算每张数字照片的平均亮度，记为L₁,L₂,…,L_N,求得它们的最大值L_max、最小值L_min、平均值L_AV,最后计算(L_max-L_min)/L_AV定义为频闪幅度。

步骤8将步骤4～7得到的光照度、色温、显色指数、光照度空间分布均匀性、频闪幅度等参数与最佳照明光参数库中相应的参数进行对比，得到评价结果。

步骤9显示结果。在手机显示屏上显示被测环境的照明光参数和照明质量，照明质量可以以百分制或者等级制表示。

上述步骤3～9均由安装于手机内的程序完成。最佳照明光参数库和评价程序可以集成为一个软件，由用户一次性安装到手机中。

Claims (1)

1.一种利用手机进行照明质量评价的方法，其特征在于：

在手机中安装照明质量评价应用程序并存储最佳照明光参数库，使用时应用软件首先启动手机摄像头对被置于被测环境中的标准白板(或白纸)连续拍摄多张数字照片并临时存储，再从这些数字照片计算得到光照度、光照度空间分布均匀性、色温、显色指数、频闪幅度等参数，然后将这些参数与最佳照明光参数库中的数据进行比较来判断照明质量的优劣。