基于道路照明标准的LED光源配光图像清晰度研究-论文.pdf

《基于道路照明标准的LED光源配光图像清晰度研究-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第16卷第1期重庆科技学院学报(自然科学版)2014年2月基于道路照明标准的LED光源配光图像清晰度研究朱方洲(安徽经济管理学院信息技术中心，合肥230051)摘要：通过分析人眼的视觉结构特点和道路照明亮度标准，提出一种基于三基色的配光模型。对模型的综合验证表明，在相同亮度情况下，R、G、B的三刺激值是呈非线性增大的，并且绿色刺激值最大。通过计算图像清晰度和S／P的值，说明LED白绿光用作道路照明效果更佳。关键词：白绿光LED；中间视觉；配色；道路照明；S／P比值中图分类号：TP302．1文献标识码：A文章编号：1673—1980(2014)01

2、—0121—05据有关资料统计，目前世界上总发电量的25％工作，亮度水平约在0．001cd／m的或更低的视觉用于照明，对于照明节能与智能化控制已成为当今叫做暗视觉，是人眼的杆状细胞在工作，介于明视觉关注的热点问题。光源是体现绿色照明之高效节能和暗视觉之间的叫中间视觉或中介视觉，一般认为的核心，优化选择电光源是实现绿色照明的关处于中间视觉的亮度水平范围在0．001—3cd／m键¨I2J。作为新型和高效固体光源LED发光二极之间，是人眼的杆状细胞和锥状细胞在交替作用。管，在21世纪具有最广阔的发展前景J，在不同的研究证明人眼在中间视觉范围内，最佳光谱

3、光视效照明领域受到越来越多人的瞩目。特别是大功率高能是在波长507～555nm范围内，这时明暗、颜色、亮度LED其发展趋势是用于新一代居民照明j。空间和响应等视感觉特性均发生变化，且随着适应目前，我国道路照明光源主要是高压钠灯和金亮度水平的下降，周边视觉变得比中心视觉的察觉卤灯，许多学者对高压钠、金卤灯在中间视觉状态下更为容易。的光视效率进行了研究分析j。但由于此类灯的由国内外机动车道道路照明的标准可知，我国光色成分中含蓝色和绿色光成分较少，不在人眼中和CIE规定机动车道道路照明的最高照明水平的路间视觉状态下的最佳敏感区域，造成夜间驾驶员不面亮度

4、是2．0cd／m，而北美的亮度只有1．2cd／m；便判断前方的行人、汽车和障碍物等的距离，易导致我国规定最低照明水平的路面亮度是0．5cd／m，交通事故的发生。CIE115—1995规定是0．5cd／m(最低级是M5)，本文通过分析人眼的视觉结构特点，结合中间2008修改后的(增加了最低一级为M6)规定是0．3视觉理论，构建了用于道路照明LED的配光模型，cd／m；北美也是0．3cd／m。在夜间对于开车的驾提出了一种白绿光LED道路照明，使该灯的光色成驶员而言，道路照明的亮度水平应该是处于人眼的分中含绿色光谱比例分布在人眼的中间视觉敏感区中间视觉

5、水平。因此，研究LED电光源在中间视觉域，弥补了黄色高压钠灯的不足。通过对该电光源条件下的光效对于提高道路照明和实现道路照明节的光色建模和实验仿真，获得了较理想的效果。能具有重要意义。1道路照明中的人眼视觉结构分析2基于人眼中间视觉理论的LED光源光谱视网膜是视觉的光学过程和电生理过程的接能量的分析El，按照国际照明学会(CIE)的规定引，亮度水平大于3cd／m的视觉叫做明视觉，是人眼的锥状细胞在研究分析可知，在中间视觉状态时，人眼的视觉收稿日期：2013—08—20基金项目：安徽省省级质量工程项目(20102004)；安徽省优秀青年人才基金项目

6、(2010SQRL206)作者简介：朱方洲(1975一)，男，硕士，副教授，研究方向为计算机应用、图像处理与模式识别。·121·朱方洲：基于道路照明标准的LED光源配光图像清晰度研究功效和人眼在明视觉和暗视觉时的视觉功效是不同较理想的光视效果。的，而道路照明的亮度是处于人眼的中间视觉范围3基于道路照明标准的LED光源配光模型之内，即亮度处于0．5—2．0cd／m之间，波长在507～555nm之间。(1)LED白光的光谱能量分析。作为道路照明光源中的一种光源LED白光，其相对光谱能量的分布如图1所示。LED白光相对光谱能量分布在380～780nm之

7、间，即在可见光范围内。其中，LED白光的极大值分别分布在波长为450nm和580nm的2个点上，即较大能量的输出在蓝光、黄光部分，但黄光和蓝光部分并不在人眼的道路照明中间视觉范围的最高敏感区域，对道路照明的视觉功效难以达到最佳状态。骚咖删韶波长／nm图1LED白光相对光谱能量分布IGI=∑lG(入)△入l㈩(3)LBJLB(入)△J)LJ(2)LED绿光的相对光谱能量分析。LED单色光是绿光的一种，相对光谱能量分布如图2所示。LED绿光的相对光谱能量分布在波长450～600nm之间，其中半值宽度是40nm，发光波长峰值在530nm。LED绿光在波

8、长507～555nm之间的总体输出能量不高。所以，单一用LED绿光光源作为道路照明很难达到理想的视觉功效。图2LED绿光相对光谱能量分布