[发明专利]基于人眼视觉的全范围照度均匀性评价新方法

说明书

在评估照明系统的性能时，照明均匀性是非常重要的指标。在先前研究中对照明图案均匀性的评估主要基于机器视觉下的感知。然而，照明系统通常用于人类视线并且当照明的平坦度均匀时必须考虑人眼的视觉效果。为了克服这个困难，本发明提出了一种借鉴人类视觉系统（HVS）的新测量方法来评估照明点的均匀性。根据人眼视觉的带宽特性，提出了一种评估人眼视觉均匀性的新方法。实验结果表明，所提出的均匀性测量与用于人类视觉的测量结果一致。本发明提出的措施同样适用于当缩放光斑和图案的尺寸时人眼所感知的均匀性。这为照明图案的均匀性开辟了一个新的研究领域。

技术领域

本发明属于光学照明技术图像显示领域，具体涉及一种参考借鉴人类视觉系统(HVS)，根据人眼视觉的带宽特性，提出了一种评估人眼视觉均匀性的新方法。

背景技术

在评估照明系统的性能时，照明均匀性是非常重要的指标。在先前研究中对照明图案均匀性的评估主要基于机器视觉下的感知。然而，照明系统通常用于人类生活与工作，并且当照明的辐照度均匀时必须考虑人眼的视觉效果。为了克服这个困难，本发明参考借鉴人类视觉系统(HVS)，根据人眼视觉的带宽特性，提出了一种评估人眼视觉均匀性的新方法。

本发明首先研究照明图案均匀性变化的完整过程，并为不同的照明模式分配不同的均匀性水平。接下来提出了一种新的指标，考虑HVS并将CSF功能与人类视觉系统的带通特性相结合，以重新定义照明均匀性。我们发现在许多实际应用中，例如校准板，斑马线等，照明图案的均匀性可接近0％。另外，所提出的度量方法可用于计算在不同条件下光源的投射照明图案的均匀性，而不是被动地计算现有照明图案均匀性，这对于光源的生产和封装非常有用。这为照明斑点和图案的均匀性探讨开辟了一个新的研究领域。相应地，本发明的均匀性评估也可以应用于其他非照明图案例如颜色均匀性领域。

发明内容

本发明研究了照明图案均匀性变化的完整过程并为不同的照明模式分配不同的均匀性水平。提出一种新的指标，考虑HVS并将CSF功能与人类视觉系统的带通特性相结合以重新定义照明均匀性。本发明通过如下技术方案实现：

基于人眼视觉的全范围照度均匀性评价新方法，包括：

(1)、重新定义照明图案均匀度的整体变化趋势。

(2)、提出人眼照明图案的空间频率f的一个新算法。

(3)、对原有均匀度评价方法进行简单的改写并给出新的均匀度量方法。

(4)、结合人类视觉系统(HVS)的相关性以及对比敏感度函数(CSF)来量化不同照明图案的均匀性水平。可用函数表达的光源

一个基于人眼视觉的均匀性评价指标，包括：

光源，用于发出已知函数分散形式的光线。目标照明面，用于接收经光源发出的光线并在特定区域内形成光斑。评价函数，用于评价人眼视觉下不同光斑类型的均匀度。

本发明所述的基于人眼视觉的均匀性评价指标随照明图案从全黑变为全白过程，其均匀性水平的变化趋势是先增加然后减小，通过结合人类视觉系统(HVS)的相关性以及对比敏感度函数(CSF)，在特定的照明图案变化趋势上呈现一定的带通特行；

本发明中，新的评价函数对不同光源类型、不同阵列间距、不同观察距离下的特定目标面上形成不同照明图案给出基于人眼视觉下的新的照明均匀度评价等级。

所述均匀度评价方法通过如下步骤给定：

1、本发明首先重新定义了照明点均匀度的整体变化趋势。如图1所示，当照明图案全黑或全白时，其均匀性为100％。当照明图案从全黑变为全白时，其均匀性水平的变化趋势是先增加然后减小的过程。

所提出的方法涉及三个主要因素(基于HVS)。它们分别为照明图案本身的不均匀性(NU)，基于人类感知特性的图像空间频率(ω)和人眼对比敏感度函数(CFS)。然后我们将照明模式考虑如下：