[发明专利]一种可智能调节的LED艺术品照明系统

说明书

技术领域

本发明属于LED照明领域，具体涉及一种可智能调节的LED艺术品照明系统，可以应用在博物馆、展览馆、艺术馆、收藏馆。

背景技术

显色性反应了光源对物体显色能力的好坏，目前评价光源显色性能的普遍方法是计算显色指数。光源显色指数的传统计算方法是计算15个具有代表性的固定色样在待测光源下的颜色与参考标准光源下的颜色之间的色差。LED固体照明光源具有绿色节能、可靠性高和易于控制等优点，受到越来越多的重视，并在部分领域逐渐取代传统光源照明。

但与传统光源相比，LED光源光谱功率分布曲线的连续性较差，传统计算显色指数的标准色样固定，而且数量较少，不能有效评价LED光源的显色性，很多显色指数较高的LED光源无法很好的呈现色彩；对于不同的被照明物体，其显色性能的差距也很大。

此外，随着信息技术的发展，艺术品的数字典藏在艺术品数字档案、复制、鉴定和传播交流等方面起到了非常重要的作用。而颜色信息是艺术品典藏的重要组成部分，为避免同色异谱，通过光谱反射率成像的方法获取艺术品的光谱颜色信息。传统的光谱成像技术利用转轮透射滤光片获取不同波段的光谱图像信息，存在光谱灵敏度低、成像系统像差大、各波段图像需配准等缺点。

发明内容

本发明针对现有艺术品照明技术存在的不足，提出了一种可智能调节的LED艺术品照明系统，充分利用LED照明光源易于控制的优点，解决现有LED艺术品照明中显色性不稳定、颜色光谱数据典藏系统灵敏度低、各波段图像需配准等问题。

一种可智能调节的LED艺术品照明系统，其特征在于，包括：计算机、驱动和控制模块、LED光源模块、光谱图像采集模块、标准白板和标准色卡、显色性自适应调节模块。

计算机，用于将目标艺术品各波段图像进行数据分析和存储，并利用软件计算和分析LED光源显色性，将控制程序传送给驱动和控制模块接口。

驱动和控制模块，用于为LED光源提供合适的驱动电流，并对驱动电流进行控制，达到控制光源光谱辐射功率的目的。

LED光源模块，在驱动和控制模块的调制下，用于产生不同的光谱辐射功率。

光谱图像采集模块，用于获取不同光谱功率分布照明条件下标准白板和标准色卡、彩色艺术品图像。

标准白板和标准色卡，用于艺术品光谱成像获取的光谱定标和光谱重建。

显色性自适应调节模块，用于对照明光谱进行自适应智能调整，以获取针对此艺术品光谱颜色的个性化高显色性LED照明光源。

计算机对获取的目标艺术品光谱反射率数据立方体进行存储和数字典藏；接收显色性自适应调节的反馈数据，利用软件计算和分析光谱调制方法，并将结果传输给控制接口，控制各模块进行调节和数据分析。

驱动和控制模块为LED光源模块提供合适的驱动电流，通过控制驱动电流实现单个LED光谱辐射强度的调制。根据预设的光谱辐射曲线，智能控制LED照明光源的光谱辐射输出曲线，使光谱图像采集模块获取目标艺术品不同的光谱图像序列；并根据显色性自适应智能调节算法，智能调整LED照明光源的光谱输出，以提高所照明的艺术品的显色性。

LED光源模块使用窄带LED发光二极管，各波段的峰值波长在380-780nm的可见光范围内，每个中心波长的LED形成一个单独的模块，可由驱动和控制模块进行控制LED光源模块的光谱辐射功率分布。

光谱图像采集模块包括成像镜头和CCD成像探测器。成像镜头镀以可见光增透膜，抑制非可见光透过；可以根据被照明艺术品光谱反射率重建算法和精度要求使用黑白光谱图像采集模块或彩色光谱图像采集模块。

标准白板和标准色卡的光谱反射率曲线已知，标准白板采用光谱反射率近似为1的漫反射白板，标准色卡由色坐标在颜色空间均匀分布的颜色色样组成。

光谱反射率重建模块，根据LED照明光源的光谱辐射输出曲线，利用相应的光谱重建算法得到高精度的光谱反射率数据立方体。

显色性自适应调节模块，根据获取的照明艺术品的光谱反射率数据立方体，进行光谱聚类，并利用聚类后的色样光谱计算光源的个性化显色指数；根据计算的个性化显色指数，利用驱动和控制模块对LED光源模块进行照明光谱辐射功率的个性化自适应调节，提高照明系统对于该艺术品的显色性能。

艺术品光谱成像反射率数据立方体获取，采用光源光谱调制式光谱成像技术，可获取被照明艺术品的光谱图像反射率立方体数据；并利用标准白板获取光源光谱辐射功率，实时反馈至计算机。