JP6443089B2 - 屋外グレア評価装置、屋外グレア評価方法及び屋外グレア評価プログラム - Google Patents
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Description
しかしながら、発明者は、GRから算出されるGR値と歩行者が主観評価した結果とに相関が取れないという知見を得た。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、屋外の不快グレアを評価可能な屋外グレア評価装置、屋外グレア評価方法及び屋外グレア評価プログラムを提供することを目的とする。
m_DGI=log(Leffα×ωβ/Pγ)
m_DGI=log(Leffα×ωβ/Pγ)
m_DGI=log(Leffα×ωβ/Pγ)
図1は、本実施形態に係る屋外グレア評価システム100の構成を概略的に示す図である。
屋外グレア評価システム100は、カメラ7と、屋外グレア評価装置11と、表示装置13とを備えている。
カメラ7は、少なくとも1つの評価対象を含む光環境3を撮像し、撮像画像を生成する撮像手段である。撮像画像は、歩行者の視線で、すなわち、所定の歩行者の目の高さ(約1.5m)且つ歩行方向の角度(水平又は斜め下方視)で、評価対象を含めて撮影される。撮像画像は、カメラ7によりデジタルデータ化され、或いは、別途のスキャナ装置などを用いてデジタルデータ化されて撮像画像データ5として屋外グレア評価装置11に入力される。
表示装置13は、屋外グレア評価値m_DGIの出力手段として用いられ、屋外グレア評価値m_DGIを表示する表示手段である。なお、出力手段としては、表示装置13の代わりに、プリンタ装置などを用いてもよい。
屋外用照明器具に対しては、眩しさを軽減することが望まれているが、屋外のグレアを評価する手法は確立されておらず、歩行者空間のグレア評価に、投光照明された屋外スポーツ施設の不快グレアを評価する評価式であるGR(Glare Rating)が流用されている。このGRは、投光照明された屋外スポーツ施設で行われた主観評価実験から得られた実験式である。
しかしながら、発明者は、実験により、GRから得られたGR値と歩行者が主観評価した結果(主観評価結果)とに相関が取れないという知見を得た。具体的には、発明者は、どのような場合に人が眩しさを感じるかを調べるため、被験者に、複数の評価対象の眩しさについて、複数の観測位置において、所定の歩行者の目の高さ(約1.5m)且つ歩行方向の角度(水平視)で主観評価させる実験を行った。この実験では、評価対象をランプ又はLEDを含む7つの屋外用照明器具(Light−1〜7)として、これら屋外用照明器具の眩しさを被験者16人で評価した。実験の条件を図2に示す。なお、図2(A)は屋外用照明器具の配置位置及び観測位置を示す図であり、図2(B)は観測位置の観測距離及び鉛直角を示す図であり、図2(C)は主観評価スケールを示す図である。なお、図2(A)中、符号2は、屋外用照明器具を支持する支柱である。
また、同一の評価対象及び条件(観測位置はA〜D)において、GRを用いてGR値を算出した。GRは、撮像画像から写真測光法により得た輝度分布図から算出したグレア光による等価光幕輝度Lvlと反射光による等価光幕輝度Lveとに基づいて、次式(1)と表せる。
GR=27+24×log(Lvl/Lve0.9)・・・(1)
実験及びGR値の結果を図3に示す。
図3に示すように、GR値と主観評価結果とに相関が取れておらず、y(主観評価結果)=x(GR値)の一次関数を示す直線H上に結果が現れていない。また、データは、発光素子を有する等して発光部の輝度分布が比較的不均一なグループG1と、ランプや拡散グローブを有する等して発光部の輝度分布が比較的均一なグループG2と、に分かれて分布している。また、発光部の輝度分布が比較的不均一な屋外用照明器具は眩しいと評価され、発光部の輝度分布が比較的均一な屋外用照明器具ほど眩しさ評価が低くなっている。この結果は、GR値が、発光部の輝度分布が比較的不均一な光源と、発光部の輝度分布が比較的均一な光源とに共通して使える指標ではないことを示している。
m_DGI=log(Leffα×ωβ/Pγ)・・・(2)
順応輝度0.1cd/m2のときの重み付け関数WF0.1は、評価対象を撮像した撮像画像の各ピクセルの位置をi行目及びj列目で示したピクセル位置ijとした場合、ピクセル位置ijにおけるピクセル輝度Lijに基づいて次式(3)と表せる。
WF0.1=7.0×10−4×Lij 0.605・・・(3)
順応輝度1.0cd/m2のときの重み付け関数WF1.0は、次式(4)と表せる。
WF1.0=6.0×10−4×Lij 0.588・・・(4)
順応輝度10cd/m2のときの重み付け関数WF10は、次式(5)と表せる。
WF10=4.0×10−4×Lij 0.471・・・(5)
そして、有効グレア輝度Leffは、総ピクセル数Aeffを用いて、次式(6)と表せる。
Leff=Σ(Lij×WFLb(Lij))/Aeff・・・(6)
ここで、重み付け関数WFLb(Lij)はそのときの順応輝度に応じて重み付け関数WF0.1,WF1.0,WF10のいずれかから選択される。
m_DGI=log(Leff_101.5×ω0.5/P0.8)・・・(7)
図4に示すように、屋外グレア評価値m_DGIと主観評価結果とは、相関係数Rが0.93となり、高い正の相関関係を有する。
そこで、本実施形態の屋外グレア評価装置11は、評価式m_DGIを用いて屋外グレア評価値m_DGIを算出するように構成されている。
屋外グレア評価装置11は、例えば、CPUやRAM、ROM等の記憶部を備えたコンピュータを用いて構成され、図5に示すように、画像入力部21と、輝度分布画像生成部23と、パラメータ算出部25と、グレア算出部27と、グレア評価部28と、結果出力部29とを備え、これらの各機能ブロックは、屋外グレア評価プログラム15(図1)をコンピュータが実行することで実現される。
画像入力部21は、カメラ7や別途のスキャナ装置等から撮像画像データ5が入力される入力手段である。
範囲設定部26は、輝度分布画像41に対して、有効グレア輝度の計算領域として所定範囲を設定する設定手段であり、ユーザから入力部31を介して所定範囲の指定を受け、当該所定範囲を記憶する。所定範囲は、最大輝度Lmaxを基準に設定される場合と、所定輝度を基準に設定される場合とがある。
また、例えば、最大輝度Lmaxの1/100以上の輝度値を計算対象とした場合には、計算領域は図6(C)のようになる。
さらに、例えば、1000cd/m2以上の輝度値を算出対象とした場合、対象領域は図6(D)のようになる。
図6の例(Light−6)は最大輝度Lmaxが38万cd/m2であるので、閾値は、図6(B)では38,000cd/m2、図6(C)では3,800cd/m2となる。
なお、図6(A)〜図6(C)は、計算領域の説明のために、それぞれ最大輝度Lmaxの1/10、最大輝度Lmaxの1/100、1000cd/m2を閾値として輝度分布画像41を二値化した画像であり、有効グレア輝度を求める際には二値化は行わない。
グレア評価部28は、屋外グレア評価値m_DGIから屋外グレアを評価するものである。グレア評価部28は、例えば、図2(C)に示す9段階の評価スケール(0以上2未満はまぶしくない、2以上4未満はややまぶしい、4以上6未満はまぶしい、6以上8未満は非常にまぶしい、8以上はまぶしさが耐えがたい)を用いて評価する。
結果出力部29は、屋外グレア評価値m_DGI及び評価結果を上述の表示装置13等の出力装置に出力する出力手段である。
この図に示すように、屋外グレア評価装置11は、画像入力部21を介して複数の撮像画像データ5が入力されると(ステップS1)、輝度分布画像生成部23が写真測光法に基づいて輝度分布画像41を生成する(ステップS2)。
次いで、グレア算出部27が式(7)によって屋外グレア評価値m_DGIを算出し(ステップS4)、グレア評価部28が屋外グレア評価値m_DGIに基づいて屋外グレアを評価し、評価結果を生成する(ステップS5)。
そして、結果出力部29が屋外グレア評価値m_DGI及び評価結果を表示装置13に出力する(ステップS6)。この表示装置13の表示により、光環境3の屋外グレアが定量的に評価可能になる。
m_DGI=log(Leffα×ωβ/Pγ)・・・(2)
この構成により、屋外用照明器具1の輝度分布を考慮した有効グレア輝度Leffに基づいて屋外グレア評価値m_DGIを算出できるので、屋外の不快グレアを適正に評価できる。また、発光部の輝度分布が比較的不均一な屋外用照明器具1と均一な屋外用照明器具1とを区別することなく、不快グレアを数値化できる。
例えば、上述の実施形態では、有効グレア輝度の計算領域を所定範囲に指定していたが、輝度分布画像41の全体から有効グレア輝度を算出してもよい。
また、上述の実施形態では、最大輝度Lmaxの1/10以上の輝度値を計算対象としていたが、計算対象はこれに限定されるものではない。例えば、計算対象を最大輝度Lmaxの1/1000以上としてもよい。
また、本発明は、路面を照射する防犯灯や街路灯、アプローチライト等の道路灯だけではなく、種々の照明器具に適用可能である。
100 屋外グレア評価システム
11 屋外グレア評価装置
27 グレア算出部
41 輝度分布画像(輝度分布データ)
Leff,Leff_10 有効グレア輝度
m_DGI 屋外グレア評価値
P 位置指数
α,β,γ 定数
ω 立体角
Claims (4)
- 少なくとも1つの屋外用照明器具を含めて撮影した輝度分布データから、屋外用照明器具の輝度分布を順応輝度に応じて重み付け加算した有効グレア輝度Leff、立体角ω及び位置指数Pを求め、前記有効グレア輝度Leff、前記立体角ω、前記位置指数Pおよび定数α、β、γに基づいて、屋外グレア評価値m_DGIを次式によって算出するグレア算出部を備え、
前記有効グレア輝度Leffを、輝度分布データに対して輝度の範囲を指定して求めたことを特徴とする屋外グレア評価装置。
m_DGI=log(Leff α ×ω β /P γ ) - 前記範囲は、輝度分布データにおける最大輝度Lmaxの1/10以上としたことを特徴とする請求項1に記載の屋外グレア評価装置。
- 少なくとも1つの屋外用照明器具を含めて撮影した輝度分布データから、屋外用照明器具の輝度分布を順応輝度に応じて重み付け加算した有効グレア輝度Leff、立体角ω及び位置指数Pを求め、前記有効グレア輝度Leff、前記立体角ω、前記位置指数Pおよび定数α、β、γに基づいて、屋外グレア評価値m_DGIを次式によって算出し、
前記有効グレア輝度Leffを、輝度分布データに対して輝度の範囲を指定して求めることを特徴とする屋外グレア評価方法。
m_DGI=log(Leff α ×ω β /P γ ) - 少なくとも1つの屋外用照明器具を含めて撮影した輝度分布データから、屋外用照明器具の輝度分布を順応輝度に応じて重み付け加算した有効グレア輝度Leff、立体角ω及び位置指数Pを求め、前記有効グレア輝度Leff、前記立体角ω、前記位置指数Pおよび定数α、β、γに基づいて、屋外グレア評価値m_DGIを次式によって算出し、
前記有効グレア輝度Leffを、輝度分布データに対して輝度の範囲を指定して求めることを特徴とする屋外グレア評価プログラム。
m_DGI=log(Leff α ×ω β /P γ )
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