一種優化定標算法的分光光源顏色照度測量儀器的製造方法
2023-12-08 14:19:16
一種優化定標算法的分光光源顏色照度測量儀器的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種優化定標算法的分光光源顏色照度測量儀器，包括三部分：光學檢測部分、數據處理部分、數據顯示部分，所述光學檢測部分包括用以餘弦校正的平面圓形乳白玻璃和光譜傳感器，平面乳白玻璃的面積要完全覆蓋光譜傳感器的入射狹縫，所述數據顯示部分包括液晶顯示屏和操作按鍵，入射光透過平面圓形乳白玻璃進入光譜傳感器的入射狹縫，數據處理部分從光譜傳感器中讀出被測光源信號的光譜信息，進行之後的運算。本發明的應用不同種類的定標光源對儀器進行定標，獲得不同的定標模型。在對被測光源進行測量時，根據所測得的數據應用算法選擇精度最高的定標模型。將測試數據代入該模型進行計算。
【專利說明】一種優化定標算法的分光光源顏色照度測量儀器
【技術領域】
[0001] 本發明涉及光源測量【技術領域】，具體涉及一種優化定標算法的分光光源顏色照度 測量儀器。
【背景技術】
[0002] 類似對物體反射色的測量，對光源的輻射強度和顏色屬性的測量有光電積分式和 分光光譜式兩種。
[0003] 光電積分式測量是採用濾光片匹配儀器相對光譜響應的方法。在濾色片的設計 中，濾色片的相對光譜透過率應滿足式（1)要求：
【權利要求】
1. 一種優化定標算法的分光光源顏色照度測量儀器，包括三部分：光學檢測部分（1)、 數據處理部分（2)、數據顯示部分（3)，其特徵在於：所述光學檢測部分（1)包括用以餘弦校 正的平面圓形乳白玻璃和光譜傳感器，平面圓形乳白玻璃的面積完全覆蓋光譜傳感器的入 射狹縫，所述數據顯示部分（3)包括液晶顯示屏和操作按鍵，入射光透過平面圓形乳白玻璃 進入光譜傳感器的入射狹縫，數據處理部分（2)從光譜傳感器中讀出被測光源信號的光譜 信息，進行之後的運算。
2. 如權利要求1所述的優化定標算法的分光光源顏色照度測量儀器，其特徵在於：還 包括定標資料庫，包括兩部分： (1) 標準定標光源光譜形狀：使用待定標儀器對所有的定標光源進行測量，選擇U30， D50，CWF，TL84，D65，D75，F，螢光燈，暖白LED，正白LED，冷白LED，鈉燈共12種光源作為定 標光源，對所有12種定標光源進行測量後得到標準定標光源光譜形狀矩陣X ; (2) 不同定標光源下的強度定標：通過控制光源的驅動電流強度，使光源發出不同強度 的光；待定標光源發光穩定後，使用待定標儀器和高光譜解析度標準儀器分別對定標光源 進行測量，獲得測量結果。
3. 如權利要求1所述的優化定標算法的分光光源顏色照度測量儀器，其特徵在於：其 中標準定標光源光譜形狀矩陣X為：
其中，
代表第η種定標光源測試譜線中第m個像元的強度值； 對矩陣X每行進行歸一化得到歸一化後的標準定標光源光譜形狀矩陣；
其中，
代表歸一化後的第η種定標光源測試譜線中第m個像元的強度值； 計算方法為
式（5)。
4. 如權利要求2所述的優化定標算法的分光光源顏色照度測量儀器，其特徵在於：對 其它不同定標光源U30, D50, CWF，TL84, D65, D75, F，螢光燈，暖白LED，冷白LED，鈉燈重複 以上過程，得到待定標儀器在不同定標光源下不同波長處的定標係數矩陣K和D，
其中，
分別為第k種定標光源波長i處的定標係數。
5. 如權利要求4所述的優化定標算法的分光光源顏色照度測量儀器，其特徵在於：所 述光譜傳感器測量得到被測光源的譜線，在定標資料庫的形狀譜線中選擇與所測得譜線最 接近的譜線。
6. 如權利要求5所述的優化定標算法的分光光源顏色照度測量儀器，其特徵在於：選 擇方法為：計算被測光源的譜線和已知定標光源譜線之間的信息散度，兩條光譜X和Y越相 似，兩者的光譜信息散度
應越接近零值； 信息散度的計算方法為： 假設兩條待測光譜分別為：
式（7) 其中，η為像元的序號，選擇的光譜傳感器的像元數是256個，則X和Y的取值為 0-255 ； 首先，根據光譜分布求得兩條光譜的概率分布，分別為
式（8) 其中，P、Q中的概率係數分別為
式（9) 然後，根據信息理論，求出光譜X和光譜Υ的自信息，如下所示：
式（10) 因此，我們可以得到，Y關於X的相對熵和Y關於X的相對熵分別為
式（11) 貝1J X和Υ的光譜信息散度為
式（12) 兩條光譜X和Υ越相似，兩者的光譜信息散度
應越接近零值。
7. 如權利要求6所述的優化定標算法的分光光源顏色照度測量儀器，其特徵在於：假 設定標光源數譜線據庫中，共有m個定標光源譜線，依次計算被測光源譜線和這m個譜線之 間的信息散度，得到m個信息散度值
，選擇其中絕對值的最 小值
對應的定標光源譜線就是 應選擇的定標模型譜線。
8. 如權利要求7所述的優化定標算法的分光光源顏色照度測量儀器，其特徵在於：根 據選定的定標光源譜線選擇定標模型：如果
對應的定標光源譜線是正白LED光譜， 說明被測光源的譜線與正白LED光譜很相似，則應選擇定標過程中的正白LED定標模型的
和
對於不同波長應用I
，即可得到所需測量數據。
【文檔編號】G01J3/28GK104062010SQ201410297955
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月27日 優先權日:2014年6月27日
【發明者】袁琨 申請人:杭州彩譜科技有限公司, 中國計量學院