CN107271151B - 多光色光源的光谱反射辐射效率性能的优化方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多光色光源的光谱反射辐射效率性能的优化方法及其系统，该优化方法包括以下步骤：计算出明视觉光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积，并进行归一化处理，得到相应物体对应的归一化曲线；根据预设的三种光色光源在色度图上对应的色域空间，结合归一化曲线计算出光谱反射辐射效率，在色度图上作出光谱反射辐射效率等高度图；将光谱反射辐射效率等高度图进行二元函数拟合，得到相应物体的拟合函数；根据相应物体的拟合函数计算出等高度图梯度，并根据等高度图梯度的变化趋势进行光谱反射辐射效率性能的优化。该优化方法能将多光色光源照射物体的光谱反射辐射效率、多光色光源光色以及照射物体色彩效果进行统一优化。
Description
技术领域
本发明属于照明技术领域，尤其涉及一种多光色光源的光谱反射辐射效率性能的优化方法及其系统。
背景技术
随着智能照明技术的发展，多光色光源，也即是三种及三种以上颜色的光源形成的新光源，特别是多光色LED智能控制技术得到了大幅度的提升，相应的优化方案也得到了快速发展。对于多光色光源照射物体的效果，一般都没有进行量化，更加缺乏对于具体反射效率的优化。同时，在现有技术方法和系统中，反射效率和光源光色效率以及反射照明效果并不能同时进行量化及优化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种多光色光源的光谱反射辐射效率性能的优化方法及优化系统，旨在解决光谱反射辐射效率性能的优化问题。
本发明是这样实现的，一种多光色光源的光谱反射辐射效率性能的优化方法，包括以下步骤：
计算出明视觉光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积，并进行归一化处理，得到相应物体对应的归一化曲线；
根据预设的三种光色光源在CIE1931xy色度图上对应的色域空间，结合所述归一化曲线计算出光谱反射辐射效率，根据所述光谱反射辐射效率在所述色度图上作出光谱反射辐射效率等高度图；
将所述光谱反射辐射效率等高度图进行二元函数拟合，得到相应物体的拟合函数；
根据所述相应物体的拟合函数计算出等高度图梯度，并根据所述等高度图梯度的变化趋势进行光谱反射辐射效率性能的优化。
本发明还提供了一种多光色光源的光色效果的优化方法，包括以下步骤：
计算出明视觉光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积，并进行归一化处理，得到相应物体对应的归一化曲线；
根据预设的三种光色光源在CIE1931xy色度图上对应的色域空间，结合所述归一化曲线计算出对应的照射物体呈现色度，根据所述物体呈现色度在所述色度图上作出物体呈现色度等高度图；
将所述物体呈现色度等高度图进行二元函数拟合，得到相应物体的拟合函数；
根据所述相应物体的拟合函数计算出等高度图梯度，并根据所述等高度图梯度的变化趋势进行物体呈现色度的优化。
本发明还提供了一种多光色光源的光色显色性优化方法，包括以下步骤：
计算出明视觉光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积，并进行归一化处理，得到相应物体对应的归一化曲线；
根据预设的三种光色光源在CIE1931xy色度图上对应的色域空间，计算出光源的显色性，根据所述光谱反射辐射效率在所述色度图上作出所述显色性等高度图；
将所述显色性等高度图进行二元函数拟合，得到相应物体的拟合函数；
根据所述相应物体的拟合函数计算出等高度图梯度，并根据所述等高度图梯度的变化趋势进行光色显示性和其它性能的优化。
本发明还提供了一种多光色光源的光谱反射辐射效率性能的优化系统，包括：
归一化模块，计算出明视觉光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积，并进行归一化处理，得到相应物体对应的归一化曲线；
等高度图模块，根据预设的三种光色光源在CIE1931xy色度图上对应的色域空间，结合所述归一化曲线计算出光谱反射辐射效率，根据所述光谱反射辐射效率在所述色度图上作出光谱反射辐射效率等高度图；
拟合模块，将所述光谱反射辐射效率等高度图进行二元函数拟合，得到相应物体的拟合函数；
优化模块，根据所述相应物体的拟合函数计算出等高度图梯度，并根据所述等高度图梯度的变化趋势进行光谱反射辐射效率性能的优化。
本发明还提供了一种多光色光源的光色效果优化系统，包括：
归一化模块，计算出明视觉光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积，并进行归一化处理，得到相应物体对应的归一化曲线；
等高度图模块，根据预设的三种光色光源在CIE1931xy色度图上对应的色域空间，结合所述归一化曲线计算出对应的照射物体呈现色度，根据所述物体呈现色度在所述色度图上作出物体呈现色度等高度图；
拟合模块，将所述物体呈现色度等高度图进行二元函数拟合，得到相应物体的拟合函数；
优化模块，根据所述相应物体的拟合函数计算出等高度图梯度，并根据所述等高度图梯度的变化趋势进行物体呈现色度的优化。
本发明还提供一种多光色光源的光色显色性的优化系统，包括：
归一化模块，计算出明视觉光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积，并进行归一化处理，得到相应物体对应的归一化曲线；
等高度图模块，根据预设的三种光色光源在CIE1931xy色度图上对应的色域空间，结合所述归一化曲线计算出光源的显色性，根据所述光源的显色性在所述色度图上作出所述显色性等高度图；
拟合模块，将所述显色性等高度图进行二元函数拟合，得到相应物体的拟合函数；
优化模块，根据所述相应物体的拟合函数计算出等高度图梯度，并根据所述等高度图梯度的变化趋势进行光色显色性和其它性能的统一优化。
本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明的多光色光源的光谱反射辐射效率性能的优化方法及优化系统通过将明视觉光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积进行归一化处理，并根据归一化的处理结果将预设的三种光色光源在色度图上计算出光谱反射辐射效率并作出光谱反射辐射效率等高度图，将光谱反射辐射效率图与相应的二元函数拟合以计算出等高度图梯度，根据等高度图的梯度变化趋势，不仅能对多光色光源的光谱反射辐射效率性能进行优化，同样，也能对多光色光源的光色效果以及照射物体的显色性进行统一优化，并且具有优化过程简便、优化效果好。
附图说明
图1是本发明实施例提供的多光色光源的光谱反射辐射效率性能的优化方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的明视觉光谱敏感性曲线及四种色样物体光谱反射辐射效率的示意图；
图3是本发明实施例提供的明视觉光谱敏感性曲线与四种物体色样光谱反射辐射效率乘积的示意图；
图4是对图3的明视觉光谱敏感性曲线与四种物体色样光谱反射辐射效率乘积进行归一化的示意图；
图5是本发明实施例提供的四种物体色样红、黄、绿、蓝色样在等能白光下所对应的色度坐标的示意图；
图6是本发明实施例提供的蓝、绿、红光源，峰值波长分别为450nm、540nm和610nm的示意图；
图7是本发明实施例提供的由蓝、绿、红光源合成对应在红色样上SRLER等高图及二元方程拟合示意图；
图8是本发明实施例提供的由蓝、绿、红光源合成对应在黄色样上SRLER等高图及二元方程拟合示意图；
图9是本发明实施例提供的由蓝、绿、红光源合成对应在绿色样上SRLER等高图及二元方程拟合示意图；
图10是本发明实施例提供的由蓝、绿、红光源合成对应在蓝色样上SRLER等高图及二元方程拟合示意图；
图11a、11b、11c、11d是本发明实施例提供的单色光源向量和参考向量间ERs、EYs,、EGs、EBs的夹角示意图；
图12a、12b、12c、12d是本发明实施例提供的光度向量方向和SRLER对应四种色样梯度方向的示意图；
图13是本发明实施例提供的多光色光源的光谱反射辐射效率性能的优化系统的模块示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的多光色光源的光谱反射辐射效率性能的优化方法及优化系统，在对多光色光源照射物体的优化过程中，可以将多光色光源照射物体的光谱反射辐射效率、多光色光源的光色效果及照射物体的色彩效果进行统一优化，方便了对相应物体进行统一优化，提高了优化的效率和操作的便捷性。
请参照图1所示，一种多光色光源的光谱反射辐射效率性能的优化方法，包括以下步骤：
S101、计算出明视觉(Photopic Vision)光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积，并进行归一化处理，得到相应物体对应的归一化曲线。
在本发明实施例中，明视觉对应的光谱敏感性曲线为V(λ)，物体对应的光谱反射曲线为ρ(λ)，不同物体对应的光谱反射特性不一样，不同物体对应的光谱反射曲线可以通过测试的方法得到。
S102、根据预设的三种光色光源在CIE1931xy色度图上对应的色域空间，结合所述归一化曲线计算出光谱反射辐射效率，根据所述光谱反射辐射效率在所述色度图上作出光谱反射辐射效率等高度图。
预设的三种光色光源可以根据需要选取不同颜色，比如，选取红、绿、蓝三种光色作为光源，或者，选取蓝、绿、黄三种光色作为光源。预设的三种光色光源可以是LED光源、固态光源、或者也可以是蓝光激发不同颜色的荧光粉得到的多色光源。
S103、将所述光谱反射辐射效率等高度图进行二元函数拟合，得到相应物体的拟合函数。
这里的二元函数可以是二元多项式、或者其它的一些二元函数。比如，该二元函数可以是z＝z0+a·x+b·y+c·x2+d·y2+f·x·y、z＝z0+a·x+b·y、z＝z0+a·x+b·y+c·x2+d·y2、z＝z0+Bx+Cx2+Dx3+Ex4+Fx5+Gy+Hy2+Iy3+Jy4+Ky5、 等。
S104、根据所述相应物体的拟合函数计算出等高度图梯度，并根据所述等高度图梯度的变化趋势进行光谱反射辐射效率性能的优化。
该多光色光源的光谱反射辐射效率性能的优化方法，提高了优化的效率和操作的便捷性，并且可以将多光色光源照射物体的光谱反射辐射效率、多光色光源的光色效果及照射物体的色彩效果进行统一优化，使对相应物体进行统一优化的操作更便捷。
本发明的又一实施例，其中，步骤S101至步骤S104与上述实施例的描述相同，具体请参照上述实施例的描述，在上述实施例的基础上，还可以增加一些其它的步骤。在步骤S101后，还可以包括以下步骤：
在等能白光情况下，将视觉光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积在所述色度图上形成对应的色度坐标。
设明视觉对应的光谱敏感性曲线为V(λ)，物体对应的光谱反射曲线为ρ(λ)，则视觉光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积为V(λ)ρ(λ)。本实施例中，选用红、黄、绿、蓝四种色样的物体作为示例，红、黄、绿、蓝四种色样的物体的光谱反射曲线的示意图，请参阅图2所示。该四种色样的物体计算出的相应的V(λ)ρ(λ)，请参阅图3所示。将视觉光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积V(λ)ρ(λ)进行归一化处理，得到的归一化曲线，请参阅图4所示。红、黄、绿、蓝四种色样在所述色度图上形成对应的色度坐标分别为Bs、Gs、Ys、Rs。
将所述色度坐标与等能白点连接，以形成参考向量。
该等能白点为E点，则红、黄、绿、蓝四种色样与等能白点为E形成的参考向量分别为向量和请参阅图5所示。
在上述实施例的基础上，步骤S102包括以下步骤：
所述明视觉光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积为V(λ)ρ(λ)，将V(λ)ρ(λ)进行归一化并作出相应物体对应的归一化曲线；
根据公式计算出光谱反射辐射效率SRLER，其中P(λ)为光源光谱能量分布；
根据所述光谱反射辐射效率SRLER并结合所述预设的三种光色光源与相应物体的光谱反射曲线在所述色度图上作出等高度图。
本实施例中选用红、绿、蓝三种光色光源作为预设的三种光色光源，比如，该三种光色光源可以采用峰值波长分别为450nm、540nm和610nm，半宽度为30nm的波谱，请参阅图6所示。
根据所述光谱反射辐射效率SRLER在所述色度图上作出的等高度图，请参阅图7所示。
更进一步地，步骤S104后还可以包括以下步骤：
根据所述相应物体的等高度图梯度公式，并结合二元函数计算出各色度点处对应的梯度值。
下面以二元函数采用z＝z0+a·x+b·y+c·x2+d·y2+f·x·y为例进行说明：
二元函数z＝z0+a·x+b·y+c·x2+d·y2+f·x·y，其中，z0、a、b、c、d、e、f为常数。根据公式并结合具体的曲线算出光谱反射辐射效率SRLER，将计算出的光谱反射辐射效率SRLER根据二元函数z＝z0+a·x+b·y+c·x2+d·y2+f·x·y进行二元函数拟合，得到：
zRS＝-0.0609+0.47905x-0.01701y-0.10124x2+0.0323y2-0.20842xy；
zYS＝-0.06914+0.25655x+1.25791y-0.05377x2-0.52007y2-0.35356xy；
zGS＝0.03183-0.29688x+0.60721y+0.06295x2-0.27308y2+0.01522xy；
zBS＝0.04212-0.11033x+0.06932y+0.02334x2-0.03518y2+0.03551xy；
其中，zRS,zYS,zGS,zBS对应相应红、黄、绿、蓝四种色样的拟合函数，请参阅图7、图8、图9和图10所示。本实施例中，光谱反射辐射效率SRLER等高度图的拟合优度(Goodness ofFit)adj.R2为0.9999。拟合优度体现了回归直线对观测值的拟合程度，度量拟合优度的统计量是可决系数(亦称确定系数)R2。R2最大值为1，R2的值越接近1，说明回归直线对观测值的拟合程度越好；反之，R2的值越小，说明回归直线对观测值的拟合程度越差。本实施例中，R2为0.9999说明其比较精确。
根据上述的拟合函数求高度图梯度，以得到变化趋势，对应梯度公式为将该梯度公式与实施例中采用的二元函数结合，得到变形后的梯度公式为
根据变形后的梯度公式，计算相应的梯度值，光谱反射辐射效率SRLER在四种色样上等高度图拟合得到的梯度值如下：
在步骤S104后，还可以对上述的优化结果进行验证。由于计算出的梯度值是相对精确的方向，但是比较复杂。在实际的优化过程中，可以不需要计算出具体的梯度值，只根据梯度变化趋势即可进行光谱反射辐射效率性能的优化。具体地，可以根据光谱反射光度向量模型SPVD预测整个变化趋势。即步骤S104后还可以包括以下步骤：
所述预设的三种光色光源分别与等能白点构成三种光色光源向量，将所述三种光色光源向量分别与所述参考向量作出夹角，设所述夹角为θ1、θ2、θ3，请参阅图11a、11b、11c、11d所示。
建立光谱反射光度向量模型SPVD，所述光谱反射光度向量模型SPVD为SPVD＝w1θ1+w2θ2+w3θ3，其中，w1、w2、w3为权重，分别是预设的三种光色光源根据光谱反射辐射效率计算的相应值。根据光谱反射光度向量模型SPVD提供的变化趋势，在进行具体的优化时进行选定优化方向。请参阅图12a、12b、12c、12d所示，为光度向量方向和SRLER对应四种色样梯度方向的示意图。按照光谱反射光度向量模型SPVD提供的变化趋势方向进行优化，相应的性能提升最大。
将相应物体的各色度点处对应的梯度值进行计算，并与所述光谱反射光度向量模型相应的角度进行验证。
经过验证，实施例中的偏差色度在0度至30度之间，准确度很高。
本发明中的多光色光源的光谱反射辐射效率的优化方法的具体操作过程同样可以适用于对多光色光源的光谱反射效率的优化。光谱反射效率SRLE的计算公式为其中P(λ)为光源光谱能量分布。
本发明中的等高度图特征不仅可以优化光谱反射辐射效率，同时可以对光源光色效果进行设定，也可以限定在一定的色温范围类。
一种多光色光源的光色效果优化方法，在对光色效果进行优化时，可以采用上述任一实施例提供的多光色光源的光谱反射辐射效率性能的优化方法。具体的优化方法，请参照上述多光色光源的光谱反射辐射效率性能的优化方法，在此不再赘述
对于物体呈现的光色效果，使用上述实施例提供的优化方法，具体的优化方法，请参照上述多光色光源的光谱反射辐射效率性能的优化方法，在新色度图上绘制得到一个具有一定方向平行的偏移和缩放的(由具体色样光谱反射曲线确定)色域区域，因此可以对于物体呈现光色效果进行优化。
一种多光色光源的光色显色性优化方法，在对光色显色性进行优化时，可以采用上述任一实施例提供的多光色光源的光谱反射辐射效率性能的优化方法。
对于光源的显色性，使用上述实施例提供的优化方法，得到色域范围类，光源显色性分布等高度图，因此优化方法也可以同时对光源显色性进行优化。
请参阅图13所示，图13提供了多光色光源的光谱反射辐射效率性能的优化系统的模块示意图。多光色光源的光谱反射辐射效率性能的优化系统，包括：归一化模块201、等高度图模块202、拟合模块203和优化模块204。各模块的具体功能及模块相互之间的关系的说明如下：
归一化模块201，计算出明视觉光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积，并进行归一化处理，得到相应物体对应的归一化曲线。
在本发明实施例中，明视觉对应的光谱敏感性曲线为V(λ)，物体对应的光谱反射曲线为ρ(λ)，不同物体对应的光谱反射特性不一样，不同物体对应的光谱反射曲线可以通过测试的方法得到。
等高度图模块202，根据预设的三种光色光源在CIE1931xy色度图上对应的色域空间，结合所述归一化曲线计算出光谱反射辐射效率，根据所述光谱反射辐射效率在所述色度图上作出光谱反射辐射效率等高度图。
预设的三种光色光源可以根据需要选取不同颜色，比如，选取红、绿、蓝三种光色作为光源，或者，选取蓝、绿、黄三种光色作为光源。预设的三种光色光源可以是LED光源、固态光源、或者也可以是蓝光激发不同颜色的荧光粉得到的多色光源。
拟合模块203，将所述光谱反射辐射效率等高度图进行二元函数拟合，得到相应物体的拟合函数。
这里的二元函数可以是二元多项式、或者其它的一些二元函数。比如，该二元函数可以是z＝z0+a·x+b·y+c·x2+d·y2+f·x·y、z＝z0+a·x+b·y、z＝z0+a·x+b·y+c·x2+d·y2、z＝z0+Bx+Cx2+Dx3+Ex4+Fx5+Gy+Hy2+Iy3+Jy4+Ky5、 等。
优化模块204，根据所述相应物体的拟合函数计算出等高度图梯度，并根据所述等高度图梯度的变化趋势进行光谱反射辐射效率性能的优化。
该多光色光源的光谱反射辐射效率性能的优化系统，提高了优化的效率和操作的便捷性，并且可以将多光色光源照射物体的光谱反射辐射效率、多光色光源的光色效果及照射物体的色彩效果进行统一优化，使对相应物体进行统一优化的操作更便捷。
本发明的又一实施例，其中，归一化模块201、等高度图模块202、拟合模块203和优化模块204与上述实施例的描述相同，具体请参照上述实施例的描述，在上述实施例的基础上，还可以增加一些其它模块。该实施例中优化系统还包括：
参考向量模块，在等能白光情况下，将视觉光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积在所述色度图上形成对应的色度坐标，将所述色度坐标与等能白点连接，以形成参考向量。
设明视觉对应的光谱敏感性曲线为V(λ)，物体对应的光谱反射曲线为ρ(λ)，则视觉光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积为V(λ)ρ(λ)。本实施例中，选用红、黄、绿、蓝四种色样的物体作为示例，红、黄、绿、蓝四种色样的物体的光谱反射曲线的示意图，请参阅图2所示。该四种色样的物体计算出的相应的V(λ)ρ(λ)，请参阅图3所示。将视觉光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积V(λ)ρ(λ)进行归一化处理，得到的归一化曲线，请参阅图4所示，红、黄、绿、蓝四种色样在所述色度图上形成对应的色度坐标分别为Bs、Gs、Ys、Rs。该等能白点为E点，则红、黄、绿、蓝四种色样与等能白点为E形成的参考向量分别为向量和请参阅图5所示。
与上述各实施例相结合，又一实施例，所述等高度图模块具体包括：
第一计算单元，所述明视觉光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积为V(λ)ρ(λ)，将V(λ)ρ(λ)进行归一化并作出相应物体对应的归一化曲线。
第二计算单元，根据公式计算出光谱反射辐射效率SRLER，其中P(λ)为光源光谱能量分布。
绘制单元，根据所述光谱反射辐射效率SRLER并结合所述预设的三种光色光源与相应物体的光谱反射曲线在所述色度图上作出等高度图。
本实施例中选用红、绿、蓝三种光色光源作为预设的三种光色光源，比如，该三种光色光源可以采用峰值波长分别为450nm、540nm和610nm，半宽度为30nm的波谱，请参阅图6所示。根据所述光谱反射辐射效率SRLER在所述色度图上作出的等高度图，请参阅图7所示。
与上述各实施例相结合，又一实施例，所述优化系统还包括：
计算模块，根据所述相应物体的等高度图梯度公式，并结合二元函数计算出各色度点处对应的梯度值。
下面以二元函数采用z＝z0+a·x+b·y+c·x2+d·y2+f·x·y为例进行说明：
二元函数z＝z0+a·x+b·y+c·x2+d·y2+f·x·y，其中，z0、a、b、c、d、e、f为常数。根据公式并结合具体的曲线算出光谱反射辐射效率SRLER，将计算出的光谱反射辐射效率SRLER根据二元函数z＝z0+a·x+b·y+c·x2+d·y2+f·x·y进行二元函数拟合，得到：
zRS＝-0.0609+0.47905x-0.01701y-0.10124x2+0.0323y2-0.20842xy；
zYS＝-0.06914+0.25655x+1.25791y-0.05377x2-0.52007y2-0.35356xy；
zGS＝0.03183-0.29688x+0.60721y+0.06295x2-0.27308y2+0.01522xy；
zBS＝0.04212-0.11033x+0.06932y+0.02334x2-0.03518y2+0.03551xy；
其中，zRS,zYS,zGS,zBS对应相应红、黄、绿、蓝四种色样的拟合函数，请参阅图7、图8、图9和图10所示。
根据上述的拟合函数求高度图梯度，以得到变化趋势，对应梯度公式为将该梯度公式与实施例中采用的二元函数结合，得到变形后的梯度公式为
根据变形后的梯度公式，计算相应的梯度值，光谱反射辐射效率SRLER在四种色样上等高度图拟合得到的梯度值如下：
与上述各实施例相结合，所述优化系统还包括：
向量设置模块，所述预设的三种光色光源分别与等能白点构成三种光色光源向量，将所述三种光色光源向量分别与所述参考向量作出夹角，设所述夹角为θ1、θ2、θ3；
模型建立模块，建立光谱反射光度向量模型SPVD，所述光谱反射光度向量模型SPVD为SPVD＝w1θ1+w2θ2+w3θ3，其中，w1、w2、w3为权重，分别是预设的三种光色光源根据光谱反射辐射效率计算的相应值，根据所述光谱反射光度向量模型SPVD提供的变化趋势，进行选定优化方向；
验证模块，将相应物体的各色度点处对应的梯度值进行计算，并与所述光谱反射光度向量模型相应的角度进行验证。
该实施例中增加的模块可以对上述的优化系统的结果进行验证。上述的优化系统可以计算出梯度值，梯度值是相对精确的优化方向，但是计算过程比较复杂。在实际的优化过程中，可以不需要计算出具体的梯度值，只根据梯度变化趋势即可进行光谱反射辐射效率性能的优化。即根据上述的模型建立模块提供的光谱反射光度向量模型SPVD，使用光谱反射光度向量模型SPVD提供的相应物体需要优化的项目的整个变化趋势，然后再选定具体的优化方向进行优化。
本发明中的多光色光源的光谱反射辐射效率的优化系统的具体优化过程同样可以适用于对多光色光源的光谱反射效率的优化。光谱反射效率SRLE的计算公式为其中P(λ)为光源光谱能量分布。
一种多光色光源的光色效果优化系统，在对光色效果进行优化时，可以采用上述任一实施例提供的多光色光源的光谱反射辐射效率性能的优化系统。
对于物体呈现的光色效果，使用上述实施例提供的优化系统，在新色度图上绘制得到一个具有一定方向平行的偏移和缩放的(由具体色样光谱反射曲线确定)色域区域，因此可以对于物体呈现光色效果进行优化。
一种多光色光源的光色显色性优化系统，在对光色显色性进行优化时，可以采用上述任一实施例提供的多光色光源的光谱反射辐射效率性能的优化系统。具体的优化系统可以参照多光色光源的光谱反射辐射效率性能的优化系统的描述，在此不再赘述。
对于光源的显色性，使用上述实施例提供的优化系统，得到色域范围类，光源显色性分布等高度图，因此优化方法也可以同时对光源显色性和其它性能进行统一优化。具体的优化系统可以参照多光色光源的光谱反射辐射效率性能的优化系统的描述，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (20)
1.一种多光色光源的光谱反射辐射效率性能的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
计算出明视觉光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积，并进行归一化处理，得到相应物体对应的归一化曲线；
根据预设的三种光色光源在CIE1931xy色度图上对应的色域空间，结合所述归一化曲线计算出光谱反射辐射效率，根据所述光谱反射辐射效率在所述CIE1931xy色度图上作出光谱反射辐射效率等高度图；
将所述光谱反射辐射效率等高度图进行二元函数拟合，得到相应物体的拟合函数；
根据所述相应物体的拟合函数计算出等高度图梯度，并根据所述等高度图梯度的变化趋势进行光谱反射辐射效率性能的优化。
2.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，在所述计算出视觉光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积，并进行归一化处理，得到相应物体对应的归一化曲线的步骤后，还包括步骤：
在等能白光情况下，将视觉光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积在所述CIE1931xy色度图上形成对应的色度坐标；
将所述色度坐标与等能白点连接，以形成参考向量。
3.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述根据预设的三种光色光源在CIE1931xy色度图上对应的色域空间，并结合所述归一化曲线计算出光谱反射辐射效率，根据所述光谱反射辐射效率在所述CIE1931xy色度图上作出光谱反射辐射效率等高度图包括以下步骤：
所述明视觉光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积为V(λ)ρ(λ)，将V(λ)ρ(λ)进行归一化并作出相应物体对应的归一化曲线；所述V(λ)为明视觉对应的光谱敏感性曲线，所述ρ(λ)为物体对应的光谱反射曲线，所述λ为波长；
根据公式计算出光谱反射辐射效率SRLER，其中P(λ)为光源光谱能量分布；
根据所述光谱反射辐射效率SRLER并结合所述预设的三种光色光源与相应物体的光谱反射曲线在所述CIE1931xy色度图上作出等高度图。
4.根据权利要求2所述的优化方法，其特征在于，所述根据所述相应物体的拟合函数计算等高度图梯度，并根据所述等高度图梯度的变化趋势进行光谱反射辐射效率性能的优化后，还包括步骤：
根据所述相应物体的等高度图梯度公式，并结合二元函数计算出各色度点处对应的梯度值。
5.根据权利要求4所述的优化方法，其特征在于，所述根据所述相应物体的拟合函数计算等高度图梯度，并根据所述等高度图梯度的变化趋势进行光谱反射辐射效率性能的优化后，还包括步骤：
所述预设的三种光色光源分别与等能白点构成三种光色光源向量，将所述三种光色光源向量分别与所述色度坐标对应的参考向量作出夹角，设所述夹角为θ1、θ2、θ3；
建立光谱反射光度向量模型SPVD，所述光谱反射光度向量模型SPVD为SPVD＝w1θ1+w2θ2+w3θ3，其中，w1、w2、w3为权重，分别是预设的三种光色光源根据光谱反射辐射效率计算的相应值，根据所述光谱反射光度向量模型SPVD提供的变化趋势，进行选定优化方向；
将相应物体的各色度点处对应的梯度值进行计算，并与所述光谱反射光度向量模型相应的角度进行验证。
6.一种多光色光源的光色效果的优化方法，其特征在于，包括：
计算出明视觉光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积，并进行归一化处理，得到相应物体对应的归一化曲线；
根据预设的三种光色光源在CIE1931xy色度图上对应的色域空间，结合所述归一化曲线计算出对应的照射物体呈现色度，根据所述物体呈现色度在所述CIE1931xy色度图上作出物体呈现色度等高度图；
将所述物体呈现色度等高度图进行二元函数拟合，得到相应物体的拟合函数；
根据所述相应物体的拟合函数计算出等高度图梯度，并根据所述等高度图梯度的变化趋势进行物体呈现色度的优化。
7.根据权利要求6所述的优化方法，其特征在于，在所述计算出视觉光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积，并进行归一化处理，得到相应物体对应的归一化曲线的步骤后，还包括步骤：
在等能白光情况下，将视觉光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积在所述CIE1931xy色度图上形成对应的色度坐标；
将所述色度坐标与等能白点连接，以形成参考向量。
8.根据权利要求7所述的优化方法，其特征在于，所述根据所述相应物体的拟合函数计算等高度图梯度，并根据所述等高度图梯度的变化趋势进行物体呈现色度的优化后，还包括步骤：
根据所述相应物体的等高度图梯度公式，并结合二元函数计算出各色度点处对应的梯度值。
9.一种多光色光源的光色显色性优化方法，其特征在于，包括：
计算出明视觉光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积，并进行归一化处理，得到相应物体对应的归一化曲线；
根据预设的三种光色光源在CIE1931xy色度图上对应的色域空间，计算出光源的显色性，根据所述光源的显色性在所述CIE1931xy色度图上作出所述显色性等高度图；
将所述显色性等高度图进行二元函数拟合，得到相应物体的拟合函数；
根据所述相应物体的拟合函数计算出等高度图梯度，并根据所述显色性等高度图梯度的变化趋势进行显色性和其它性能的统一优化。
10.根据权利要求9所述的优化方法，其特征在于，所述根据所述相应物体的拟合函数计算等高度图梯度，并根据所述等高度图梯度的变化趋势进行显色性和其它性能的统一优化后，还包括步骤：
根据所述相应物体的等高度图梯度公式，并结合二元函数计算出各色度点处对应的梯度值。
11.一种多光色光源的光谱反射辐射效率性能的优化系统，其特征在于，包括：
归一化模块，计算出明视觉光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积，并进行归一化处理，得到相应物体对应的归一化曲线；
等高度图模块，根据预设的三种光色光源在CIE1931xy色度图上对应的色域空间，结合所述归一化曲线计算出光谱反射辐射效率，根据所述光谱反射辐射效率在所述CIE1931xy色度图上作出光谱反射辐射效率等高度图；
拟合模块，将所述光谱反射辐射效率等高度图进行二元函数拟合，得到相应物体的拟合函数；
优化模块，根据所述相应物体的拟合函数计算出等高度图梯度，并根据所述等高度图梯度的变化趋势进行光谱反射辐射效率性能的优化。
12.根据权利要求11所述的多光色光源的光谱反射辐射效率性能的优化系统，其特征在于，所述优化系统还包括：
参考向量模块，在等能白光情况下，将视觉光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积在所述CIE1931xy色度图上形成对应的色度坐标，将所述色度坐标与等能白点连接，以形成参考向量。
13.根据权利要求11所述的多光色光源的光谱反射辐射效率性能的优化系统，其特征在于，所述等高度图模块具体包括：
第一计算单元，所述明视觉光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积为V(λ)ρ(λ)，将V(λ)ρ(λ)进行归一化并作出相应物体对应的归一化曲线；所述V(λ)为明视觉对应的光谱敏感性曲线，所述ρ(λ)为物体对应的光谱反射曲线，所述λ为波长；
第二计算单元，根据公式计算出光谱反射辐射效率SRLER，其中P(λ)为光源光谱能量分布；
绘制单元，根据所述光谱反射辐射效率SRLER并结合所述预设的三种光色光源与相应物体的光谱反射曲线在所述CIE1931xy色度图上作出等高度图。
14.根据权利要求12所述的多光色光源的光谱反射辐射效率性能的优化系统，其特征在于，所述优化系统还包括：
计算模块，根据所述相应物体的等高度图梯度公式，并结合二元函数计算出各色度点处对应的梯度值。
15.根据权利要求14所述的多光色光源的光谱反射辐射效率性能的优化系统，其特征在于，所述优化系统还包括：
向量设置模块，所述预设的三种光色光源分别与等能白点构成三种光色光源向量，将所述三种光色光源向量分别与所述色度坐标对应的参考向量作出夹角，设所述夹角为θ1、θ2、θ3；
模型建立模块，建立光谱反射光度向量模型SPVD，所述光谱反射光度向量模型SPVD为SPVD＝w1θ1+w2θ2+w3θ3，其中，w1、w2、w3为权重，分别是预设的三种光色光源根据光谱反射辐射效率计算的相应值，根据所述光谱反射光度向量模型SPVD提供的变化趋势，进行选定优化方向；
验证模块，将相应物体的各色度点处对应的梯度值进行计算，并与所述光谱反射光度向量模型相应的角度进行验证。
16.一种多光色光源的光色效果的优化系统，其特征在于，包括：
归一化模块，计算出明视觉光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积，并进行归一化处理，得到相应物体对应的归一化曲线；
等高度图模块，根据预设的三种光色光源在CIE1931xy色度图上对应的色域空间，结合所述归一化曲线计算出对应的照射物体呈现色度，根据所述物体呈现色度在所述CIE1931xy色度图上作出物体呈现色度等高度图；
拟合模块，将所述物体呈现色度等高度图进行二元函数拟合，得到相应物体的拟合函数；
优化模块，根据所述相应物体的拟合函数计算出等高度图梯度，并根据所述等高度图梯度的变化趋势进行物体呈现色度的优化。
17.根据权利要求16所述的优化系统，其特征在于，所述优化系统还包括：
参考向量模块，在等能白光情况下，将视觉光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积在所述CIE1931xy色度图上形成对应的色度坐标；将所述色度坐标与等能白点连接，以形成参考向量。
18.根据权利要求17所述的优化系统，其特征在于，所述优化系统还包括：
计算模块：根据所述相应物体的等高度图梯度公式，并结合二元函数计算出各色度点处对应的梯度值。
19.一种多光色光源的光色显色性的优化系统，其特征在于，包括：
计算出明视觉光谱敏感性曲线与相应物体对应的光谱反射曲线的乘积，并进行归一化处理，得到相应物体对应的归一化曲线；
根据预设的三种光色光源在CIE1931xy色度图上对应的色域空间，计算出光源的显色性，根据所述光源的显色性在所述CIE1931xy色度图上作出所述显色性等高度图；
将所述显色性等高度图进行二元函数拟合，得到相应物体的拟合函数；
根据所述相应物体的拟合函数计算出等高度图梯度，并根据所述等高度图梯度的变化趋势进行显色性和其它性能的统一优化。
20.根据权利要求19所述的优化系统，其特征在于，所述优化系统还包括：
计算模块，根据所述相应物体的等高度图梯度公式，并结合二元函数计算出各色度点处对应的梯度值。
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