看到Color quality scale 标准文献中提到,计算白光LED的显色指数(CRI)数据异常, 才想到之前我怎么都算不出白光LED的显色指数(CRI),还一直怀疑自己的算法问题,其实是CRI算法得bug,才推出色质指数CQS来替代,更加精准的计算方法
The color rendering index (CRI) has been shown to have deficiencies when applied to white light-emitting-diode-based sources. Furthermore, evidence suggests that the restricted scope of the CRI unnecessarily penalizes some light sources with desirable color qualities. To solve the problems of the CRI and include other dimensions of color quality, the color quality scale (CQS) has been developed. Although the CQS uses many of elements of the CRI, there are a number of fundamental differences. Like the CRI, the CQS is a test-samples method that compares the appearance of a set of reflective samples when illuminated by the test lamp to their appearance under a reference illuminant. The CQS uses a larger set of reflective samples, all of high chroma, and combines the color differences of the samples with a root mean square. Additionally, the CQS does not penalize light sources for causing increases in the chroma of object colors but does penalize sources with smaller rendered color gamut areas. The scale of the CQS is converted to span 0-100, and the uniform object color space and chromatic adaptation transform used in the calculations are updated. Supplementary scales have also been developed for expert users. 显色指数(CRI)在应用于白光发光二极管光源时存在缺陷。 此外,有证据表明,限制CRI的范围不必要地误判了一些具有理想颜色质量的光源。 为了解决色彩质量评价中存在的问题,并将色彩质量的其他维度纳入其中,开发了色彩质量量表(CQS)。 尽管CQS使用了CRI的许多元素,但也有一些根本的区别。 像CRI一样,CQS是一种测试样品的方法,它将一组被测试灯照亮的反射样品的外观与它们在参考光源下的外观进行比较。 CQS使用更大的一组反射样品,所有的高色度,并将样品的颜色差异与均方根相结合。 此外,CQS不误判导致物体颜色色度增加的光源,但误判较小的渲染色域。 将CQS尺度转换为跨度0-100,更新计算中使用的均匀物体颜色空间和颜色适应变换。 还为专家用户编制了补充比额表。
引用论文 白光LED的光效和显色性是其作为普通照明光源的两项重要指标.目前主要用于评价光源显色性的有国际照明学会(CIE)的一般显色指数(CRI)评价指标和美国国家标准和技术研究所(NIST)提出的色质指数(CQS)评价指标.虽然CRI和CQS适合用于评价传统照明光源,但用于评价白光LED光源与视觉相关并非较好. 本文通过对F1-F12荧光灯和白光LED的一般显色指数Ra与9-12号四个高饱和色样品的特殊显色指数的平均值R(9-12)和1-14号样品的特殊显色指数的平均值R(1-14)的相关性分析,证明了CRI指标评价传统照明光源显色性的合理性,并分析了其评价白光LED光源失效的原因.通过对典型传统照明光源和白光LED光源下,CRI评价指标选用的R1-R14颜色样品的平均色调差(?H),平均饱和度差(?C)及平均色差(?E),CQS评价指标选用的Q1-Q15颜色样品的?H,?C及?E与1299个孟塞尔颜色样品的?H,?C及?E进行了相关性分析,挑选出了新的15个测试用的颜色样品(N1-N15).结果表明N1-N15颜色样品比R1-R14颜色样品和Q1-Q15颜色样品更能够表征1299个孟塞尔颜色样品的代表性.通过对F1-F12荧光灯的CRI与N1-N15颜色样品的?H和?C的线性回归分析,提出了改进的评价指标CRI*=100-4.4829?H+1.1037?C,表明色调差?H降低了显色性,正饱和度差?C提高了显色性;而负饱和度差降低了显色性,
基于CRI在评估LED光源时,存在色空间不均匀、标准色样少、饱和度过低等问题。美国国家标准与技术研究所给出一种新方法——色质指数(Color Quality Scale ,简称CQS),来评价 LED 等新型白光光源的颜色品质。
与CRI类似,CQS也采用验色法。通过被测光源与参考光源,照射同标准色样,计算出它们之间的色差。区别于CRI的非饱和色,CQS选取15种饱和色,它们平均分布于整个可见光谱中。
如图3,色质指数CQS测试色板的颜色由红到紫构成近乎连续变化的偏饱和颜色。计算CQS值所需的数据都可以从光源的光谱和色样的颜色属性中推导出来,对15块色样的颜色位移量的初始计算与对CRI色样的计算相似,但是CQS值是取15个数据的均方根值,即:
式中:Qa——Qi的15个数据的均方根值;Qi ——被测光源与参考光源照射同一套标准色样的色差,i取1~15。相比于CRI(Ra)的计算,CQS(Qa)的计算方法在色差的权重上得到了增强,这样即使在色样间有一些色差,也不会对最终结果产生重大影响。
CQS兼顾了LED白光等饱和色和样板色的完整性,但在准确评价颜色的保真度、偏好度不同种族人群方面,需要进一步进行视觉实验和完善。
CQS&CRI 计算软件 链接:https://pan.baidu.com/s/1ruQ5YSh5_ZS9wx_V3Q5Oow 提取码:qdx0
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