成像式亮色度仪的校准与验证收藏

  成像式亮色度仪的优势    可以通过拍摄照片的方式大范围的采集大量相关联的数据    可以同时评估自发光和被照明场景的亮度和色度    相比点式亮度色度仪，采集简单，处理速度快成像式亮色度仪的硬件组成。

    如图所示，5即为整个亮色度仪装置1为相机镜头，与一般的工业相机一样，可以按需求更换选择，2为步进电机驱动的滤波片轮，每一次亮色度测量都需要通过切换不同的滤波片捕捉图像来实现对进入相机的光的频谱选择，并在保留频谱信息的情况下记录光强在一个频带上的积分量。

3为亮色度仪的CCD，与工业相机相同，通过4控制器进行曝光、增益、快门等的控制  成像式亮色度仪的亮度检测工作原理    不同亮度（辐照度）的物体在拍摄的照片上表示为不同的灰度，灰度值越高，说明物体越亮。

灰度值是由相机光传感器将光信号转变为电信号再由处理器进行AD转换后得到的因此灰度值G与物体光强E之间存在关系式

    其中a b是待拟合的常数，与所选用的CCD及镜头有关，gv是相机增益考虑到镜头的暗场、CCD的均匀性和角度对光强的调制等因素，只要事先进行矩阵校正和E,G二值的线性拟合就可以从采集照片的灰度值逆推出拍摄物体的光强。

成像式亮色度仪的色度检测工作原理    颜色是一种主观的感觉，物质世界中并没有颜色的概念众所周知，我们人眼感知到的单一颜色一定亮度的光往往并不是只包含单一频率的单色光，而是具有一定频带宽度，由多种甚至无数种频率波长各不相同的电磁波混合而成。

人眼中的视觉细胞分工各不相同，各自也有自己的对波长频率的选择敏感性，他们各司其职地把自己负责的波段范围的光强汇报给大脑，再由大脑对各波段范围的“汇报”进行处理总结，从而让我们将不同频率组成的混色光感觉成不同的单一颜色。

这一过程按照CIE（Commission Internationale de LEclairage国际照明委员会）的标准可以用数学表示成

    其中X，Y，Z就可以理解为大脑需要处理的颜色辨识部门下三个分管不同频带的小组的汇报报告。式中X，Y，Z叫做三刺激值，积分上下限是人眼可见光波长范围，S为我们所看物体

 的光谱分布，而为CIE组织测定的“人眼颜色识别三小组”各自负责的频带领域。有了X，Y，Z三值，就可以用

    算得色度坐标，在图中找到对应位置的点，这个点就是我们感觉到的颜色。

    而CCD或CMOS等光电转换装置在应用光电效应进行图像捕捉时并没有明确的波长选择性，不管何种颜色的光，几乎都只考量其光强，并按光的强弱将其转化为数值不同的电信号，得到的也就是黑白照片所以在亮色度仪里我们使用不同的带通滤波片先滤光后再用CCD采集信号，这样得到的黑白图片就包含了波长信息，从理论物理的层面上就相当于得到了X，Y，Z三刺激值。

经校准调整后，在单次检测中切换不同滤波片拍摄后进行统计处理，就可以得到被拍摄物体或光源的色度成像式亮色度仪的校准

    因镜头暗场、色差，CCD敏感度曲线复杂无规律，滤波片带通范围带通率与CIE标准色敏感曲线难以完全吻合，面阵CCD各部分敏感程度不均匀，拍摄图像存在噪点等诸多问题，必须对亮色度仪进行校正，以从照片信息最大限度的还原物体信息。

校正时相机实际捕捉图片如上面的所示，存在诸多与拍摄物体不符的缺陷矫正后图片如下面的图所示，在校正区域内，因相机自身缺陷产生的与物体不符的缺陷已被修复

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