光电积分测色中筛子式数值修正

　　光电积分测色的技术关键是对光电探测器件光谱灵敏度的修正,即要使覆盖在光电探测器件上的色玻璃的光谱透射比Sx(K)、Sy(K)和Sz(K)与器件的光谱灵敏度S(K)满足卢瑟条件。由于色玻璃的品种有限,所以往往在某些波长上会出现匹配误差。在测量各种不同光谱特性的光源时,将出现可观的测量误差[1]。一些数值修正的方法,如最小二乘法的线性拟合和非线性多项式拟合能有效地将测量准确度提高1个数量级[2]。

　　本研究发现对某种光电积分式测色仪的色品坐标的测量值相对于理论真值的偏移对色度空间的不同点是不同的,只要对不同色品坐标测量值加上不同的修正量,就可将测量准确度提高约2个数量级。

　　1 仿真实验原理

　　若已知待测光源的光谱相对功率分布Pe(K)和观察者的光谱三刺激值x(K)、y(K)、z(K),就可用下式算出该光源照射时该观察者感到的三刺激值X、Y、Z及色品坐标x、y、z,波长以nm表示。

　　现将观察者的光谱三刺激值[x(K)、y(K)、z(K)]依次取为CIE1931标准色度观察者的光谱三刺激值[x₂(K),y₂(K),z₂(K)]、CIE1964标准色度观察者的光谱三刺激值[x₁₀(K),y₁₀(K),z₁₀(K)]和光电器件的光谱三刺激值[xs(K),ys(K),zs(K)][3,4],并分别代入式(1),其结果再分别代入式(2)就可依次得到三个不同观察者的色品坐标[x₂,y₂,z₂]、[x₁₀,y₁₀,z₁₀]和[xs,ys,zs]。其中CIE1931标准色度观察者的色品坐标[x₂, y₂, z₂]和CIE1964标准色度观察者的色品坐标[x₁₀,y₁₀,z₁₀]均为理论真值,而光电器件的色品坐标[xs,ys,zs]是实验测量值,所以色品坐标的测量值[xs,ys,zs]相对于CIE1931和CIE1964标准色度观察者的理论真值[x₂,y₂,z₂]和[x₁₀,y₁₀,z₁₀]的绝对误差分别为:

　　在实际的光电积分测量中,直接测出的是光电器件的色品坐标[xs,ys,zs]。由于该被测光源的光谱相对功率分布无法得出,就无法计算其CIE1931和CIE1964标准色度观察者的色品坐标的理论真值,其绝对误差也就无从获得。但由于被测光源可以是任意光谱,可利用计算机虚拟出N种不同的光谱相对功率分布函数Pei(x)(i=1,2,,,N)来进行仿真实验。对每个光谱相对功率分布函数Pei(K),可利用式(1)、(2)、(3)计算出一组色品坐标差

　　对应所有N种光谱相对功率分布的光,其光电器件测出的色品坐标相对于ZCIE1931和CIE1964标准色度观察者的色品坐标的平均误差和平均绝对值误差分别为

　　只要虚拟的光谱相对功率分布函数Pe(K)的数量足够多,由式(5)、(6)得出的平均误差和平均绝对值误差就越可靠。全色度空间仿真实验的研究表明,在光电积争式测色中存在系统误差。为详细研究光电积分测色的系统误差,以集成彩色传感器AM-33RGB-01为例,专门设计了筛子式分区误差仿真实验研究。