室内眩光的视觉模型研究

The goal of the project is to develop a discomfort glare model which can accurately predict the quality of light sources. Glare is the undesired light to reach our eyes. It is divided into two main types: disability glare and discomfort glare, which can impair the colour vision system or produce discomfort respectively, and affect the safety, health and comfort of our life. So, it is essential to avoid glare for all lighting products. The discomfort glare will be investigated in the proposed project. A proper lighting should keep the glare at minimum. It is a challenge topic. Some models have been widely used for evaluating glare for mainly large sized uniform sources. These models predict glare considering the size, illuminance of source and background, and line of sight. However, they do not work well for the new sources such as LED due to the property of small size, non-uniform pattern, varying colour, spectral power distribution and illuminance. The model developed will take into those properties. In addition, the model will be based on human colour vision and tone mapping to take input as images of a real scene to be estimated. Psychophysical experiments will be designed and conducted to invite normal colour vision observers to judge the extent of discomfort glare in a real room. The parameters of the LED glare sources will be designed and be used as glare source. The visual results will be used to test various glare models developed together with the existing ones.

本项目旨在开发可评估室内照明光源品质的不适眩光模型。不适眩光是工作及生活中普遍接触到的一类眩光，也是本项目的研究内容。一般现有的眩光模型均针对传统光源或日光开发。由于新兴的LED光源具有面积小（小于现有模型适用范围），且其颜色，光谱，及亮度均可调节等特性完全不同于传统光源或日光，另外LED的排列方式的改变，静态或动态呈现方式的改变均会产生不同的眩光效果，故目前的模型不适用于LED光源。项目拟设计完整的LED眩光实验环境，以真实环境的高动态范围图像作为输入，利用人眼视觉模型将其转化为知觉图像，考虑亮度信息的基础上引入色度信息来区分眩光源和背景，建立新的评价模型。同时邀请观测者对实验环境的眩光做主观评价，用以验证及完善所建立模型，最终获得稳定可信的室内不适眩光模型。

本项目旨在开发可评估室内照明光源品质的不适眩光模型。不适眩光是工作及生活中普遍接触到的一类眩光，也是本项目的研究内容。一般现有的眩光模型均针对传统光源或日光开发。由于新兴的LED光源具有面积小（小于现有模型适用范围），且其颜色，光谱，及亮度均可调节等特性完全不同于传统光源或日光，另外LED的排列方式的改变，静态或动态呈现方式的改变均会产生不同的眩光效果，故目前的模型不适用于LED光源。项目拟设计完整的LED眩光实验环境，以真实环境的高动态范围图像作为输入，利用人眼视觉模型将其转化为知觉图像，考虑亮度信息的基础上引入色度信息来区分眩光源和背景，建立新的评价模型。同时邀请观测者对实验环境的眩光做主观评价，用以验证及完善所建立模型，最终获得稳定可信的室内不适眩光模型。. 当前评估光源眩光程度採用国际照明委员会建议的国际标准（Unified Glare Rating（UGR））。 但是它无法用于不均匀白色LED光源既有色彩的LED光源。本计划提出了考虑光源均匀性的眩光模型以及基于人眼视觉原理的眩光模型，并已直接贡献新国际标准的制定。期刊发表8篇SCI论文及5篇会议论文，其中在重要照明领域学术期刊（Lighting Quality and Technology）发表4篇一系列（Part 1 to 4）的SCI 论文，已成该领域经典必读的文献。本项目建立了两组实验数据库。一组在300个白色眩光条件下进行实验，另一组具有不同颜色LED、 同色异谱白光LED及不同色温白光LED。每个眩光条件由20被测者来进行视觉评估，总共完成了9360个主观评价。现形成至今最大型数据库之一，与日本和比利时的数据库，鼎足而立。未来新国际标准必须对此数据库有准确评估。. 项目的科学创新点在于提出了基于人眼视觉原理的眩光模型，是第一个将人类视觉的亮度感知与眩光感知相结合的模型。人类视觉的亮度感知必须准确评估，如此就不需用复杂经验公式来评估眩光程度。其与目前正受到高度研究重视的“颜色色貌模型”密切相关。