European knowledge baseEuropean calibration knowledge platform
Színmetrológia · Spektrális quality · Measurement uncertainty

CRI és TM-30 színbackadási mutatók teljes uncertaintyi modellje

A Ra, az egyedi Ri valueek, valamint a TM-30 Rf és Rg mutatók nem közvetlenül mért quantityek. A vizsgált fényforrás spektrumából, egy referencia-megvilágítóból, színminták reflektanciájából és több nemlineáris transzformációból származnak. Emiatt a spektrális uncertaintyot a teljes calculationi láncon kell propagálni.

Spektrális measurementből számított CRI és TM-30 mutatók uncertaintyi propagálása
01 · Mérendő quantityek

Nem egyetlen szám uncertaintyát kell valueelni

A színbackadás assessmente több összefüggő kimenetet ad. A klasszikus rendszerben az általános színbackadási index Ra az első nyolc mintára számított Ri value átlaga, miközben az R9–R15 particularly érzékeny lehet a spektrum keskeny sávú eltéréseire. A TM-30 rendszerben az Rf a színhűséget, az Rg pedig a színskála átlagos területváltozását jellemzi; mellettük a 16 színárnyalati bin lokális adatai is fontosak.

Metrológiai következmény: egyetlen „CRI-uncertainty” nem feltétlenül írja le a teljes kimeneti információt. Célszerű legalább Ra, R9, Rf és Rg külön uncertaintyát, valamint where necessary a közös kovarianciájukat valueelni.
02 · Számítási lánc

A spektrumtól a mutatóig

S(λ) → XYZ mintánként → kromatikus adaptáció → színtér → ΔEi → Ri, Ra, Rf, Rg

A vizsgált spectral power distributiont az algoritmus minden színmintára megszorozza a minta spektrális reflektanciájával és a megfigyelő színmegfeleltető függvényeivel. A referencia-megvilágító kiválasztása a CCT-től függ, therefore a CCT uncertaintya akár algoritmikus ágváltást is okozhat. A további kromatikus adaptáció és színtér-transzformáció nemlineáris.

Közvetlen bemenet

A measurement system által szolgáltatott S(λ), hullámhosszlépés, sávszélesség és spektrális skála.

Beágyazott adatok

Színminták reflektanciái, megfigyelőfüggvények, referencia-megvilágító és az algoritmus verziója.

03 · Bemeneti uncertaintyok

A meghatározó komponensek

KomponensHatásmechanizmusTipikus kezelés
Spektrális responsivitásHullámhosszfüggő amplitúdóhibaCalibrationi kovariancia és korrekció
HullámhosszskálaA keskeny csúcsok eltolásaSpektrum újramintavétele véletlen λ-eltolással
Optikai sávszélességCsúcsok simítása, spektrális alak torzulásaILS vagy konvolúciós modell
Stray lightMély völgyek feltöltéseKorrekció maradékának modellezése
Linearitás és dinamikaEltérő hullámhosszú jelek arányának hibájaTartományonkénti linearityi modell
ForrásstabilityIdőbeli spektrumváltozásIsmételt spektrumok kovarianciája
AlgoritmusInterpoláció, referencia és kerekítésVerziózár, tesztvektorok, független implementáció
04 · Spektrális kovariancia

A hullámhosszpontok nem függetlenek

A radiometriai skála, a normalizálás, a dark signal-korrekció és az optikai sávszélesség közös hatásokat hoz létre. Ha minden hullámhosszpontot függetlennek feltételezünk, a színbackadási mutatók uncertaintya jelentősen alul- vagy túlbecsülhető.

ΣS = Σkal + Σism + Σλ + Σstray + …

In practice fit for use teljes kovarianciamátrix, blokkos correlations modell vagy low rangú közös módusokból felépített spektrális modell. A választást measurement adatokkal és érzékenységi vizsgálattal kell igazolni.

05 · CRI

Ra stabil lehet, miközben az R9 bizonytalan

Az átlagolás miatt az Ra uncertaintya often kisebb, mint az egyedi Ri valueeké. Ez however does not mean, hogy a spektrum minden színterületen jól meghatározott. A telített vörös R9 particularly érzékeny a vörös tartomány spektrális hibáira, therefore LED-sourcesnál önállóan kell vizsgálni.

Gyakori hiba: az Ra repeatabilityét azonosítani a teljes measurement uncertaintygal. Az repeatability nem tartalmazza a hullámhosszskála, a spektrális responsivitás, a sávszélesség és az algoritmus rendszeres komponenseit.
06 · TM-30

Rf és Rg közös uncertaintyi struktúrája

Az Rf sok minta átlagolt színhűségéből származik, therefore bizonyos véletlen hatások kisimulnak. Az Rg a színvektor-grafika területéből számított quantity, így a színárnyalati bin-ek egymással korrelált elmozdulásai meghatározóak. A két mutató ugyanabból a spektrumból származik, therefore az Rf és Rg között is lehet erős kovariancia.

Globális mutatók

Rf és Rg standard uncertaintya, correlationja és lefedettségi intervalluma.

Lokális mutatók

16 színárnyalati bin hűség-, kromatikusság- és árnyalateltolódási uncertaintya.

07 · Monte Carlo

Az elsődlegesen recommended propagálási módszer

  1. Állítsuk elő a spektrum valószínűségi modelljét a teljes kovarianciával.
  2. Mintázzuk a hullámhosszskála, sávszélesség, stray light és egyéb rendszerparaméterek uncertaintyát.
  3. Minden mintához futtassuk le a teljes CRI és TM-30 algoritmust.
  4. A kimeneti distributionokból számítsuk a standard uncertaintyot, intervallumot és kovarianciát.
  5. Vizsgáljuk a referencia-megvilágító ágváltásának és a kerekítésnek a hatását.

A lineáris érzékenységi módszer helyi ellenőrzésként hasznos, de keskeny spektrumok, CCT-határhelyzetek vagy aszimmetrikus kimenetek esetén a Monte Carlo result védhetőbb.

08 · Számszerű példa

Fehér LED, névleges Ra = 92,4 és Rf = 91,1

Komponensu(Ra)u(Rf)Note
Spektrális calibration0,280,34Kovariált radiometriai skála
Hullámhosszskála0,180,23±0,20 nm standard modell
Sávszélesség / ILS0,120,16Keskeny kék csúcs
Stray light0,090,11Maradék korrekció
Ismételhetőség és stability0,150,1710 ismételt spektrum
Algoritmus és numerika0,050,06Validált implementáció
Kombinált standard0,390,49Monte Carlo standard deviation
Kiterjesztett, k≈20,780,98Közel 95% lefedettség

Ugyanebben a példában az R9 expanded uncertaintya 1,8 indexpont lehet, vagyis több mint kétszerese az Ra valueének. Ez jól mutatja, miért nem elég egyetlen globális mutatót közölni.

09 · Interaktív eszköz

Oktatási célú CRI/TM-30 uncertaintyi becslő

Adja meg az egyes standard contributionokat indexpontban. A calculator független komponenseket feltételez; teljes spektrális kovariancia esetén Monte Carlo calculation szükséges.

Adja meg az összetevőket, majd indítsa a calculationt.
10 · Közlés és validálás

Mit tartalmazzon a védhető result?

  • a measurement spektrum tartománya, lépésköze és sávszélessége;
  • a használt CRI és TM-30 standard vagy algoritmusverzió;
  • a megfigyelő, referencia-megvilágító és interpolációs módszer;
  • Ra, releváns Ri, Rf és Rg result a hozzájuk tartozó uncertaintygal;
  • a Monte Carlo mintaszám, bemeneti distributionok és correlations modell;
  • a szoftvervalidálás bizonyítékai és tesztvektorai.
Auditálható minimum: a laboratóriumnak reprodukálhatóan igazolnia kell, hogy ugyanabból a spektrumból ugyanazzal a verziózott algoritmussal azonos resultt kap, és hogy a uncertaintyi modell a spektrális calibrationi láncot ténylegesen leképezi.
Next modul

Goniophotometeres measurementek teljes uncertaintyi costvetése

Fényerősség-distribution, koordinátarendszer, távolság, tengelybeállítás és integrált luminous flux.

Optikai Academy