JP4783902B2 - Glare evaluation device and glare evaluation program - Google Patents

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Description

本発明は、グレア評価装置およびグレア評価プログラムに関する。   The present invention relates to a glare evaluation apparatus and a glare evaluation program.

照明器具や窓の配置などに応じて作り出される光環境の不快グレアの評価には、UGR(Unifield Glare Rating)やDGI(Daylight Glare Index)などの評価値が用いられる(例えば特許文献1,2を参照)。これらの評価値の計算は、評価対象となる光環境の輝度分布を単純化して、均一輝度の背景に光源(照明器具または窓)のみが含まれると考え、その輝度画像を用いて行われている。UGRは不快グレアの評価の国際基準である。
Publication CIE No.117 : Discomfort glare in interior lighting , Commission Internationale de l'Eclairage,1995 Hopkinson,R.G : Glare from Windows,Construction Research and Development Journal, Vol.3,No.1,pp.23-28,1971
Evaluation values such as UGR (Unifield Glare Rating) and DGI (Daylight Glare Index) are used for evaluation of unpleasant glare in the light environment created according to the arrangement of lighting fixtures and windows (for example, Patent Documents 1 and 2). reference). These evaluation values are calculated by simplifying the luminance distribution of the light environment to be evaluated, using only the light source (luminaire or window) in the uniform luminance background, and using the luminance image. Yes. UGR is an international standard for the assessment of discomfort glare.
Publication CIE No.117: Discomfort glare in interior lighting, Commission Internationale de l'Eclairage, 1995 Hopkinson, RG: Glare from Windows, Construction Research and Development Journal, Vol.3, No.1, pp.23-28,1971

しかし、上記の計算方法は、評価対象となる光環境の輝度分布を極めて単純化しているため、得られたUGRやDGIなどの評価値を用いても、複雑な輝度分布を有する現実の光環境の不快グレアを正確に評価することはできなかった。また、不快グレアは光源から外れた部分に視線を向けたときのグレアであるが、光源自体に視線を向けたときの眩しさを正確に評価することも望まれている。   However, since the above-described calculation method greatly simplifies the luminance distribution of the optical environment to be evaluated, the actual optical environment having a complex luminance distribution can be used even if the obtained evaluation values such as UGR and DGI are used. The discomfort glare could not be accurately assessed. Discomfort glare is glare when the line of sight is directed to a part off the light source, but it is also desired to accurately evaluate the glare when the line of sight is directed toward the light source itself.

本発明の目的は、複雑な輝度分布を有する現実の光環境の不快グレアや眩しさを正確に評価できるグレア評価装置およびグレア評価プログラムを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a glare evaluation apparatus and a glare evaluation program capable of accurately evaluating unpleasant glare and glare in an actual light environment having a complicated luminance distribution.

本発明のグレア評価装置は、明るさ画像に視点を設定する設定手段と、前記明るさ画像のうち前記視点の周囲に位置する画素から前記視点への明るさの寄与に基づいて、前記視点におけるグレア評価値を算出する算出手段と、前記明るさ画像の中で前記視点を移動させたときの各々の前記グレア評価値に基づいて、前記明るさ画像からグレア評価画像を生成する生成手段とを備えたものである。
また、前記算出手段は、前記明るさ画像のうち前記視点を含む少なくとも一部の領域で、所定の明るさ以上の画素の値に対し、該画素と前記視点との相対位置に応じた重み付けをして、前記グレア評価値を算出することが好ましい。
The glare evaluation apparatus according to the present invention includes a setting unit that sets a viewpoint in a brightness image, and a brightness contribution from the pixels located around the viewpoint in the brightness image to the viewpoint. Calculating means for calculating a glare evaluation value; and generating means for generating a glare evaluation image from the brightness image based on each glare evaluation value when the viewpoint is moved in the brightness image. It is provided.
In addition, the calculation unit weights the pixel values having a predetermined brightness or more in accordance with the relative position between the pixel and the viewpoint in at least a part of the brightness image including the viewpoint. The glare evaluation value is preferably calculated.

た、前記グレア評価値は、眩しさ評価値であることが好ましい。
また、前記グレア評価値は、UGR評価値であることが好ましい。
本発明の他のグレア評価装置は、明るさ画像に視点を設定する設定手段と、前記明るさ画像のうち前記視点の周囲に位置する画素から前記視点への明るさの寄与に基づいて、前記視点における眩しさ評価値を算出する算出手段と、前記明るさ画像の中で前記視点を移動させたときの各々の前記眩しさ評価値に基づいて、前記明るさ画像から眩しさ画像を生成する生成手段とを備えたものである。
本発明の別のグレア評価装置は、明るさ画像に視点を設定する設定手段と、前記明るさ画像のうち前記視点の周囲に位置する画素から前記視点への明るさの寄与に基づいて、前記視点におけるUGR評価値を算出する算出手段と、前記明るさ画像の中で前記視点を移動させたときの各々の前記UGR評価値に基づいて、前記明るさ画像からUGR画像を生成する生成手段とを備えたものである。
Also, the glare evaluation value is preferably glare evaluation value.
The glare evaluation value is preferably a UGR evaluation value.
Another glare evaluation apparatus of the present invention is based on setting means for setting a viewpoint in a brightness image, and the brightness contribution from the pixels located around the viewpoint in the brightness image to the viewpoint. A glare image is generated from the brightness image based on the calculation means for calculating the glare evaluation value at the viewpoint and each of the glare evaluation values when the viewpoint is moved in the brightness image. And generating means.
Another glare evaluation apparatus according to the present invention is based on setting means for setting a viewpoint in a brightness image, and the brightness contribution from the pixels located around the viewpoint in the brightness image to the viewpoint. Calculation means for calculating a UGR evaluation value at a viewpoint, and generation means for generating a UGR image from the brightness image based on each UGR evaluation value when the viewpoint is moved in the brightness image. It is equipped with.

本発明のグレア評価プログラムは、明るさ画像に視点を設定する設定手順と、前記明るさ画像のうち前記視点の周囲に位置する画素から前記視点への明るさの寄与に基づいて、前記視点におけるグレア評価値を算出する算出手順と、前記明るさ画像の中で前記視点を移動させたときの各々の前記グレア評価値に基づいて、前記明るさ画像からグレア評価画像を生成する生成手順とを、コンピュータに実行させるためのものである。 The glare evaluation program according to the present invention is based on a setting procedure for setting a viewpoint in a brightness image and a contribution of brightness from the pixels located around the viewpoint in the brightness image to the viewpoint. A calculation procedure for calculating a glare evaluation value, and a generation procedure for generating a glare evaluation image from the brightness image based on each glare evaluation value when the viewpoint is moved in the brightness image. Is to be executed by a computer.

本発明のグレア評価装置およびグレア評価プログラムによれば、複雑な輝度分布を有する現実の光環境の不快グレアや眩しさを正確に評価することができる。   According to the glare evaluation apparatus and the glare evaluation program of the present invention, it is possible to accurately evaluate unpleasant glare and glare in an actual light environment having a complicated luminance distribution.

(第1実施形態)
ここでは、グレア評価値の1つである眩しさ評価値を例に説明する。
本実施形態のグレア評価装置10(図1)は、グレア評価プログラムがインストールされたコンピュータであり、処理対象の入力画像や処理結果の出力画像を記憶するメモリ10Aと、所定の手順にしたがって眩しさ評価値の算出処理を実行する演算部10Bとで構成される。コンピュータにグレア評価プログラムをインストールするには、そのプログラムが記録された記録媒体(CD−ROMなど)を用いれば良い。または、インターネットを介してダウンロード可能な搬送波(グレア評価プログラムを含む)を用いても良い。
(First embodiment)
Here, a dazzling evaluation value which is one of the glare evaluation values will be described as an example.
The glare evaluation apparatus 10 (FIG. 1) of the present embodiment is a computer in which a glare evaluation program is installed, and a memory 10A that stores an input image to be processed and an output image of a processing result, and glare according to a predetermined procedure. It is comprised with the calculating part 10B which performs the calculation process of an evaluation value. In order to install the glare evaluation program in the computer, a recording medium (such as a CD-ROM) on which the program is recorded may be used. Alternatively, a carrier wave (including a glare evaluation program) that can be downloaded via the Internet may be used.

本実施形態のグレア評価装置10は、図2のステップS1において、処理対象の明るさ画像20(図3)をメモリ10Aに取り込む。明るさ画像20は、照明器具や窓の配置などに応じて作り出される現実の光環境の複雑な輝度分布を詳細に反映した明るさ感の画像である。この画像の解像度(1画素あたりの視角)は例えば約0.1度である。
明るさ画像20は、例えば、任意の照明シミュレーションによって予測した複雑な輝度分布に関わるディジタル画像(輝度画像)から、あるいは、デジタルカメラなどを使って取り込んだ撮影画像(輝度画像)から、ウェーブレット変換を利用して生成したものである。ウェーブレット変換を利用した明るさ画像の生成については、例えば特願2005−165191号に詳細に記載されているので、ここでの説明を省略する。また、輝度画像から変換したものに限らず、他の方法で新たに生成した明るさ画像でも構わない。
The glare evaluation apparatus 10 of the present embodiment fetches the brightness image 20 (FIG. 3) to be processed into the memory 10A in step S1 of FIG. The brightness image 20 is an image with a sense of brightness that reflects in detail the complex luminance distribution of the actual light environment created according to the arrangement of lighting fixtures or windows. The resolution (viewing angle per pixel) of this image is, for example, about 0.1 degree.
The brightness image 20 is subjected to wavelet transform, for example, from a digital image (luminance image) related to a complex luminance distribution predicted by an arbitrary illumination simulation or from a captured image (luminance image) captured using a digital camera or the like. It is generated by using. The generation of the brightness image using the wavelet transform is described in detail in, for example, Japanese Patent Application No. 2005-165191, and thus the description thereof is omitted here. Further, the brightness image is not limited to the one converted from the luminance image, and a brightness image newly generated by another method may be used.

明るさ画像20の各画素の値は、例えば、図4(a)に示す評価尺度の数値(1〜13)によって表される。この評価尺度は、光環境の設計の分野で一般的に使われている明るさ感の形容詞(非常に暗い〜非常に明るい)に対し、便宜的に数値(1〜13)を割り振ったものである。
次に(ステップS2)、グレア評価装置10の演算部10Bは、明るさ画像20の中に視点21(図3)を設定する。視点21は、明るさ画像20の中の任意の1画素であり、ある観察者の視線方向22を想定したときの視線方向22の延長上の部分に対応する。
The value of each pixel of the brightness image 20 is represented by, for example, numerical values (1 to 13) on the evaluation scale shown in FIG. This evaluation scale is a numerical value (1-13) assigned for convenience to the adjectives of a feeling of brightness (very dark to very bright) commonly used in the field of lighting environment design. is there.
Next (step S <b> 2), the calculation unit 10 </ b> B of the glare evaluation apparatus 10 sets a viewpoint 21 (FIG. 3) in the brightness image 20. The viewpoint 21 is an arbitrary pixel in the brightness image 20 and corresponds to a portion on the extension of the line-of-sight direction 22 when the line-of-sight direction 22 of a certain observer is assumed.

そして、次のステップS3では、式(1),(2)を用い、設定した視点21における眩しさ評価値Gを算出する。
G=0.671416773+Σ[B(≧7)−7]・k(θ) …(1)
k(θ)=10^(−1.4923(log10θ)−4.0285) …(2)
式(1),(2)の計算は、明るさ画像20のうち視点21を含む一部の領域23で、所定の明るさ以上(例えば上記の評価尺度が7以上)の画素24の値Bから所定の明るさ“7”を引いた値[B(≧7)−7]に対し、この画素24と視点21との相対位置(視線方向22からの角度θ)に応じた重み付けをして、その結果([B(≧7)−7]・k)を足し合わせることにより行われる。
In the next step S3, the glare evaluation value G at the set viewpoint 21 is calculated using the equations (1) and (2).
G = 0.671416773 + Σ [B (≧ 7) −7] · k (θ) (1)
k (θ) = 10 ^ (− 1.4923 (log 10 θ) −4.0285) (2)
The calculation of the expressions (1) and (2) is performed by calculating the value B of the pixel 24 having a predetermined brightness or higher (for example, the evaluation scale is 7 or higher) in a partial area 23 including the viewpoint 21 in the brightness image 20. The value [B (≧ 7) −7] obtained by subtracting the predetermined brightness “7” from the weight is weighted according to the relative position between the pixel 24 and the viewpoint 21 (angle θ from the line-of-sight direction 22). The result ([B (≧ 7) −7] · k) is added.

式(1),(2)の計算が行われる領域23は、例えば視点21を中心とする視角φ=60度の範囲である。領域23の中には、通常、1つ以上の画素24(明るさB≧7)が含まれる。また、画素24は、視点21の周囲に位置する画素、あるいは、視点21そのものの画素に対応する。
各画素24と視点21との相対位置(視線方向22からの角度θ)に応じた重み付けの係数k(θ)は、各画素24から視点21への明るさの影響度を表し、θ=0のときにk=0.021877359 とする。また、この係数k(θ)を各画素24の値Bに掛けた結果は、各画素24から視点21への明るさの寄与を表す。角度θの単位は「度」である。
The region 23 where the calculations of the expressions (1) and (2) are performed is, for example, a range of viewing angle φ = 60 degrees centered on the viewpoint 21. The region 23 normally includes one or more pixels 24 (brightness B ≧ 7). The pixel 24 corresponds to a pixel located around the viewpoint 21 or a pixel of the viewpoint 21 itself.
A weighting coefficient k (θ) corresponding to the relative position between each pixel 24 and the viewpoint 21 (angle θ from the line-of-sight direction 22) represents the degree of influence of brightness from each pixel 24 to the viewpoint 21, and θ = 0. In this case, k = 0.02877359. The result of multiplying the coefficient k (θ) by the value B of each pixel 24 represents the contribution of brightness from each pixel 24 to the viewpoint 21. The unit of the angle θ is “degree”.

式(1),(2)を用いた計算の結果、明るさ画像20の中に設定した視点21における眩しさ評価値Gを得ることができる。この眩しさ評価値Gは、例えば図4(b)に示す評価尺度の数値(1〜6)によって表される。したがって、図4(b)の評価尺度を参照し、眩しさ評価値Gに対応する形容詞(感じない〜非常に強く感じる)を知ることで、視点21における眩しさを評価することができる。   As a result of the calculation using the equations (1) and (2), the glare evaluation value G at the viewpoint 21 set in the brightness image 20 can be obtained. This glare evaluation value G is represented by, for example, numerical values (1 to 6) on the evaluation scale shown in FIG. Therefore, by referring to the evaluation scale of FIG. 4B and knowing the adjective (not felt to feel very strong) corresponding to the glare evaluation value G, the glare at the viewpoint 21 can be evaluated.

次に(ステップS4)、明るさ画像20の中で視点21を移動させて眩しさ評価値Gを求めるため、現在の視点21(直前のステップS3で眩しさ評価値Gを求めた視点21)が最後の視点であるか否かを判断し、最後の視点でない場合はステップS2,S3の処理を繰り返す。
その結果、明るさ画像21の中で視点21を移動させたときの各々の眩しさ評価値Gを得ることができる。本実施形態では、例えば、明るさ画像20の全画素を順に視点21に設定してステップS2,S3の処理を繰り返し、各画素ごとに眩しさ評価値Gを算出する。
Next (step S4), in order to obtain the glare evaluation value G by moving the viewpoint 21 in the brightness image 20, the current viewpoint 21 (the viewpoint 21 for which the glare evaluation value G was obtained in the immediately preceding step S3). Is the last viewpoint, and if it is not the last viewpoint, the processes of steps S2 and S3 are repeated.
As a result, each glare evaluation value G when the viewpoint 21 is moved in the brightness image 21 can be obtained. In the present embodiment, for example, all the pixels of the brightness image 20 are set to the viewpoint 21 in order, and the processing in steps S2 and S3 is repeated, and the glare evaluation value G is calculated for each pixel.

そして、最後の視点21での眩しさ評価値Gの算出が終了すると、ステップS5の処理に進み、得られた各画素の眩しさ評価値Gに基づいて眩しさ画像を生成する。この眩しさ画像の各画素値は、その画素を視点21としたときの眩しさ評価値Gを表している。
上記の通り、本実施形態のグレア評価装置10では、眩しさ評価の要素として、複雑な輝度分布を詳細に反映した明るさの情報を導入し、その明るさ画像から眩しさ評価値Gを算出する。このため、複雑な輝度分布を有する現実の光環境の光源自体や他の部分に視線を向けたときの眩しさを正確に評価することができる。
When the calculation of the glare evaluation value G at the last viewpoint 21 is completed, the process proceeds to step S5, and a glare image is generated based on the obtained glare evaluation value G of each pixel. Each pixel value of the glare image represents a glare evaluation value G when the pixel is the viewpoint 21.
As described above, the glare evaluation apparatus 10 according to the present embodiment introduces brightness information reflecting in detail a complex luminance distribution as an element of the glare evaluation, and calculates the glare evaluation value G from the brightness image. To do. For this reason, it is possible to accurately evaluate the glare when the line of sight is directed to the light source itself or other parts of the actual light environment having a complicated luminance distribution.

さらに、複雑な輝度分布としては照明器具(人工光源・小光源)と窓(自然光源・大光源)を併用した光環境の輝度分布などが考えられ、そのような場合にも、明るさ画像から眩しさ評価値Gを算出することで、光源などに視線を向けたときの眩しさを正確に評価することができる。このとき、照明器具と窓との区別は不要である。
また、本実施形態のグレア評価装置10では、明るさ画像20の領域23の中で、視点21での眩しさに影響を及ぼすと考えられる所定の明るさ以上(例えば図4(a)の評価尺度が7以上)の画素24を選択し、この画素24の値Bから所定の明るさ“7”を引いた値[B(≧7)−7]を係数k(θ)により重み付けするため、正確な眩しさ評価値Gを効率よく算出することができる。
In addition, as a complex luminance distribution, it is possible to consider the luminance distribution in a light environment that uses a combination of lighting equipment (artificial light sources / small light sources) and windows (natural light sources / large light sources). By calculating the glare evaluation value G, it is possible to accurately evaluate the glare when the line of sight is directed to a light source or the like. At this time, it is not necessary to distinguish between the luminaire and the window.
In addition, in the glare evaluation apparatus 10 of the present embodiment, in the region 23 of the brightness image 20, a predetermined brightness or more that is considered to affect the glare at the viewpoint 21 (for example, the evaluation in FIG. 4A). In order to weight a value [B (≧ 7) −7] obtained by subtracting a predetermined brightness “7” from a value B of the pixel 24 by a coefficient k (θ) The accurate glare evaluation value G can be calculated efficiently.

ただし、明るさ画像20の中で眩しさ評価値Gの計算に用いる領域を一部の領域23に限定する必要はなく、明るさ画像20の全域で眩しさ評価値Gの計算を行ってもよい。また、明るさ画像20の計算範囲(領域23や全域)の中で所定の明るさ以上の画素24を計算に用いたが、全ての画素を計算に用いても構わない。
さらに、本実施形態のグレア評価装置10では、明るさ画像20から眩しさ画像を生成するため、評価対象となる光環境の各部における眩しさを、互いの位置関係と共に一目で把握することができる。眩しさ画像の生成は、明るさ画像20の全画素から行ってもよいが、一部の画素からでも構わない。
However, it is not necessary to limit the area used for calculating the glare evaluation value G in the brightness image 20 to a part of the area 23, and even if the calculation of the glare evaluation value G is performed over the entire area of the brightness image 20. Good. Further, although the pixels 24 having a predetermined brightness or higher are used for the calculation within the calculation range (the region 23 or the entire area) of the brightness image 20, all the pixels may be used for the calculation.
Furthermore, since the glare evaluation apparatus 10 of the present embodiment generates a glare image from the brightness image 20, the glare in each part of the light environment to be evaluated can be grasped at a glance together with the mutual positional relationship. . The generation of the glare image may be performed from all the pixels of the brightness image 20, but may be performed from some pixels.

眩しさ評価値Gは、照明設計における重要な指標の1つである。近年、光シミュレーションの進歩によって光環境の輝度分布を高精度に予測できるようになってきた。このため、シミュレーション結果の輝度データから明るさ画像を求め、上記の手順で眩しさ評価値Gを求めれば、事前に眩しさの評価が可能となり、眩しさ軽減の工夫を検討しやすくなる。また、人工照明と昼光照明が併用されている空間では、照明制御システムに上記した評価方法を組み込むことで、カメラによって測定された輝度データから眩しさの発生源となる場所を判別し、自動的に照明を調整するといった利用法も考えれる。   The glare evaluation value G is one of important indexes in lighting design. In recent years, with the progress of light simulation, it has become possible to predict the luminance distribution of the light environment with high accuracy. For this reason, if the brightness image is obtained from the luminance data of the simulation result and the glare evaluation value G is obtained by the above procedure, it is possible to evaluate the glare in advance, and it is easy to consider a device for reducing the glare. Also, in a space where artificial lighting and daylighting are used together, the above-mentioned evaluation method is incorporated into the lighting control system, so that the location that is the source of glare is determined from the luminance data measured by the camera, and automatic It is also possible to adjust the lighting.

なお、上記した式(1),(2)の決定は、例えば図5(a)〜(c)に示す実験パターンを被験者に提示して心理実験を行い、得られた実験データを重回帰分析することにより行った。
実験パターンは、輝度の異なる2つの領域(対象領域,背景領域)を有し、対象領域の大きさが可変である。対象領域の輝度[cd/m2]を5通り、対象領域と背景領域との輝度比(=対象輝度/背景輝度)を4通り、視角(対象領域の大きさ)を10通り用意し、これらを組み合わせて、実験パターン(●印)とした。被験者は20代の男女10名である。心理実験は、被験者が各々の感覚にしたがって、提示された各パターンの対象領域の眩しさを図4(b)の評価尺度の数値(1〜6)から1つを選択することにより行った。
The above formulas (1) and (2) are determined by, for example, presenting the experimental patterns shown in FIGS. 5 (a) to 5 (c) to the subject and conducting a psychological experiment, and the obtained experimental data is subjected to multiple regression analysis. It was done by doing.
The experimental pattern has two regions (target region and background region) having different luminances, and the size of the target region is variable. Prepare 5 types of luminance [cd / m 2 ] of the target area, 4 types of luminance ratio (= target luminance / background luminance) between the target region and the background region, and 10 types of viewing angles (size of the target region). Were combined to obtain an experimental pattern (marked with ●). The test subjects are 10 men and women in their 20s. The psychological experiment was performed by the subject selecting one of the numerical values (1 to 6) of the evaluation scale of FIG. 4B for the dazzling of the target area of each presented pattern according to each sense.

(第2実施形態)
ここでは、グレア評価値の1つであるUGR評価値を例に説明する。
本実施形態のグレア評価装置は、図1と同様のメモリや演算部を備え、図6に示す手順にしたがってUGR評価値の算出処理を実行する。図6のステップS11〜S15のうち、ステップS11,S12,S14は、図2のステップS1,S2,S4と同じであり、ここでの説明を省略する。
(Second Embodiment)
Here, a UGR evaluation value that is one of the glare evaluation values will be described as an example.
The glare evaluation apparatus according to the present embodiment includes a memory and a calculation unit similar to those in FIG. 1, and executes UGR evaluation value calculation processing according to the procedure shown in FIG. Of steps S11 to S15 in FIG. 6, steps S11, S12, and S14 are the same as steps S1, S2, and S4 in FIG. 2, and a description thereof is omitted here.

図6のステップS13では、明るさ画像20(図7(a))の中に設定した視点21におけるUGR評価値を、式(3)を用いて算出する。
UGR=10.121(log10[Σ[B(≧10)-10]2/P(T,H)2])−21.029 …(3)
式(3)の計算は、明るさ画像20の全域で、所定の明るさ以上(例えば図4(a)の評価尺度が10以上)の画素25の値Bから所定の明るさ“10”を引いた値[B(≧10)-10]に対し、この画素25と視点21との相対位置(T,H)に応じた重み付けをして、その結果([B(≧10)-10]2/P2)を足し合わせることにより行われる。
In step S13 of FIG. 6, the UGR evaluation value at the viewpoint 21 set in the brightness image 20 (FIG. 7A) is calculated using equation (3).
UGR = 10.121 (log 10 [Σ [B (≧ 10) −10] 2 / P (T, H) 2 ]) − 21.029 (3)
In the calculation of the expression (3), the predetermined brightness “10” is calculated from the value B of the pixel 25 that is equal to or higher than the predetermined brightness (for example, the evaluation scale of FIG. The subtracted value [B (≧ 10) −10] is weighted according to the relative position (T, H) between the pixel 25 and the viewpoint 21, and the result ([B (≧ 10) −10]) 2 / P 2 ) is added.

画素25はグレア光源と考えられ、この画素25と視点21との相対位置(T,H)に応じた重み付けの係数P(T,H)は、画素25から視点21への明るさの影響度を表す。また、この係数P(T,H)を画素25の値Bに掛けた結果の二乗は、画素25から視点21への明るさの寄与を表す。
さらに、係数P(T,H)は、ポジションインデックスとも呼ばれ、周知のCIE法により、図7(b)の計算式を用いて求められる。
The pixel 25 is considered to be a glare light source, and the weighting coefficient P (T, H) according to the relative position (T, H) between the pixel 25 and the viewpoint 21 is an influence degree of the brightness from the pixel 25 to the viewpoint 21. Represents. The square of the result of multiplying the coefficient P (T, H) by the value B of the pixel 25 represents the contribution of brightness from the pixel 25 to the viewpoint 21.
Furthermore, the coefficient P (T, H) is also called a position index, and is obtained by the well-known CIE method using the calculation formula of FIG.

式(3)を用いた計算の結果、明るさ画像20の中に設定した視点21におけるUGR評価値を得ることができる。このUGR評価値は、例えば図8に示す評価尺度(主観評価)の数値(7〜31)によって表される。したがって、図8の評価尺度を参照し、UGR評価値に対応する形容詞(感じない〜ひど過ぎる)を知ることで、視点21におけるUGR(不快グレア)を評価することができる。   As a result of the calculation using Expression (3), the UGR evaluation value at the viewpoint 21 set in the brightness image 20 can be obtained. This UGR evaluation value is represented by, for example, numerical values (7 to 31) of the evaluation scale (subjective evaluation) shown in FIG. Therefore, UGR (discomfort glare) at the viewpoint 21 can be evaluated by referring to the evaluation scale of FIG. 8 and knowing the adjectives (not felt to be too bad) corresponding to the UGR evaluation value.

また、ステップS12,S13の処理を繰り返すことで、明るさ画像21の中で視点21を移動させたときの各々のUGR評価値を得ることができる。本実施形態では、例えば、明るさ画像20の全画素を順に視点21に設定してステップS12,S13の処理を繰り返し、各画素ごとにUGR評価値を算出する。
そして、最後の視点21でのUGR評価値の算出が終了すると、ステップS15の処理に進み、得られた各画素のUGR評価値に基づいてUGR画像を生成する。このUGR画像の各画素値は、その画素を視点21としたときのUGR評価値を表している。ただし、グレア光源(明るさの評価尺度が10以上)の画素を視点21としてUGR評価値を算出することは通常ないので、その部分は無効データとなる。
Further, by repeating the processes of steps S12 and S13, each UGR evaluation value when the viewpoint 21 is moved in the brightness image 21 can be obtained. In the present embodiment, for example, all the pixels of the brightness image 20 are set to the viewpoint 21 in order, and the processes in steps S12 and S13 are repeated, and the UGR evaluation value is calculated for each pixel.
When the calculation of the UGR evaluation value at the last viewpoint 21 is completed, the process proceeds to step S15, and a UGR image is generated based on the obtained UGR evaluation value of each pixel. Each pixel value of the UGR image represents a UGR evaluation value when the pixel is the viewpoint 21. However, since the UGR evaluation value is not normally calculated with the pixel of the glare light source (brightness evaluation scale is 10 or more) as the viewpoint 21, that portion becomes invalid data.

上記の通り、本実施形態のグレア評価装置では、UGR評価の要素として、複雑な輝度分布を詳細に反映した明るさの情報を導入し、その明るさ画像からUGR評価値を算出する。このため、複雑な輝度分布を有する現実の光環境の光源から外れた部分に視線を向けたときのUGR(不快グレア)を正確に評価することができる。
さらに、複雑な輝度分布としては照明器具(人工光源・小光源)と窓(自然光源・大光源)を併用した光環境の輝度分布などが考えられ、そのような場合にも、明るさ画像からUGR評価値を算出することで、光源から外れた部分に視線を向けたときのUGR(不快グレア)を正確に評価することができる。このとき、照明器具と窓との区別は不要である。
As described above, the glare evaluation apparatus according to the present embodiment introduces brightness information reflecting in detail a complex luminance distribution as an element of UGR evaluation, and calculates a UGR evaluation value from the brightness image. For this reason, it is possible to accurately evaluate UGR (unpleasant glare) when a line of sight is directed to a portion deviating from a light source in an actual light environment having a complicated luminance distribution.
In addition, as a complex luminance distribution, it is possible to consider the luminance distribution in a light environment that uses a combination of lighting equipment (artificial light sources / small light sources) and windows (natural light sources / large light sources). By calculating the UGR evaluation value, it is possible to accurately evaluate UGR (unpleasant glare) when the line of sight is directed to a portion deviated from the light source. At this time, it is not necessary to distinguish between the luminaire and the window.

また、本実施形態のグレア評価装置では、明るさ画像20の全域で、視点21でのUGR(不快グレア)に影響を及ぼすと考えられる所定の明るさ以上(例えば図4(a)の評価尺度が10以上)の画素25を選択し、この画素25の値Bから所定の明るさ“10”を引いた値[B(≧10)-10]を係数P(T,H)により重み付けするため、正確なUGR評価値を効率よく算出することができる。   Further, in the glare evaluation apparatus according to the present embodiment, the entire brightness image 20 has a predetermined brightness or more (for example, an evaluation scale of FIG. In order to weight the value [B (≧ 10) −10] obtained by subtracting the predetermined brightness “10” from the value B of the pixel 25 by the coefficient P (T, H). An accurate UGR evaluation value can be calculated efficiently.

ただし、明るさ画像20の中でUGR評価値の計算に用いる領域を、明るさ画像20の全域に限定する必要はなく、明るさ画像20の一部の領域でUGR評価値の計算を行ってもよい。また、明るさ画像20の計算範囲(全域や一部の領域)の中で所定の明るさ以上の画素25を計算に用いたが、全ての画素を計算に用いても構わない。
さらに、本実施形態のグレア評価装置では、明るさ画像20からUGR画像を生成するため、評価対象となる光環境の各部におけるUGR(不快グレア)を、互いの位置関係と共に一目で把握することができる。UGR画像の生成は、明るさ画像20の全画素から行ってもよいが、一部の画素からでも構わない。
However, it is not necessary to limit the area used for calculating the UGR evaluation value in the brightness image 20 to the entire area of the brightness image 20, and the UGR evaluation value is calculated in a part of the brightness image 20. Also good. Further, although the pixels 25 having a predetermined brightness or more are used for the calculation in the calculation range (entire area or part of the area) of the brightness image 20, all the pixels may be used for the calculation.
Furthermore, since the glare evaluation apparatus of the present embodiment generates a UGR image from the brightness image 20, it is possible to grasp at a glance the UGR (unpleasant glare) in each part of the light environment to be evaluated together with the mutual positional relationship. it can. The generation of the UGR image may be performed from all the pixels of the brightness image 20, but may be performed from some pixels.

UGR評価値も、上記の眩しさ評価値Gと同様、照明設計における重要な指標の1つである。光シミュレーションによって光環境の輝度分布を高精度に予測した後、輝度データから明るさ画像を求め、上記の手順でUGR評価値を求めれば、事前にUGR(不快グレア)の評価が可能となり、UGR軽減の工夫を検討しやすくなる。
なお、上記した式(3)の決定は、例えば図9に示す解析パターンのシミュレーションにより行った。各々の解析パターンの輝度画像(非常に単純な輝度分布の画像)を作成し、この輝度画像から上記の非特許文献1に記載の方法でUGR評価値を求めると共に、同じ輝度画像を上記の特願2005−165191号の方法で明るさ画像に変換し、得られたUGR評価値と明るさ感の値との関係を調べることで、式(3)を導出した。
The UGR evaluation value is also one of important indexes in the lighting design, similar to the dazzling evaluation value G described above. After predicting the brightness distribution of the light environment with high accuracy by light simulation, if a brightness image is obtained from the brightness data, and the UGR evaluation value is obtained by the above procedure, UGR (unpleasant glare) can be evaluated in advance. It will be easier to consider mitigation measures.
The above equation (3) is determined by, for example, simulation of an analysis pattern shown in FIG. A luminance image (an image of a very simple luminance distribution) of each analysis pattern is created, and a UGR evaluation value is obtained from the luminance image by the method described in Non-Patent Document 1, and the same luminance image is obtained from the above-mentioned characteristic image. Expression (3) was derived by converting to a brightness image using the method of Japanese Patent Application No. 2005-165191 and examining the relationship between the obtained UGR evaluation value and the value of the feeling of brightness.

(変形例)
上記した実施形態では、明るさ画像からグレア評価画像(眩しさ画像やUGR画像)を生成する例で説明したが、本発明はこれに限定されない。グレア評価画像を生成せずに、明るさ画像20の中の必要な部分のみを視点21としてグレア評価値(眩しさ評価値GやUGR評価値)を算出する場合にも、本発明を適用できる。
(Modification)
In the above-described embodiment, the example in which the glare evaluation image (dazzle image or UGR image) is generated from the brightness image has been described, but the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to the case where a glare evaluation value (glare evaluation value G or UGR evaluation value) is calculated using only a necessary portion in the brightness image 20 as a viewpoint 21 without generating a glare evaluation image. .

グレア評価装置10の概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a glare evaluation apparatus 10. FIG. 眩しさ評価値Gの算出手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the calculation procedure of the dazzling evaluation value G. 明るさ画像20の中に設定した視点21などを説明する図である。It is a figure explaining the viewpoint 21 etc. which were set in the brightness image 20. FIG. 明るさ感の評価尺度(a)と眩しさの評価尺度(b)を説明する図である。It is a figure explaining the evaluation scale (a) of a feeling of brightness, and the evaluation scale (b) of glare. 眩しさ評価値Gの計算式(1),(2)の導出に用いた実験パターンを説明する図である。It is a figure explaining the experiment pattern used for derivation | leading-out of calculation formula (1), (2) of the dazzling evaluation value G. UGR評価値の算出手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the calculation procedure of a UGR evaluation value. 明るさ画像20の中に設定した視点21などの説明図(a)とポジションインデックスPの計算式(b)を示す図である。It is explanatory drawing (a), such as the viewpoint 21 set in the brightness image 20, and the figure which shows the calculation formula (b) of the position index P. UGR評価値の評価尺度を説明する図である。It is a figure explaining the evaluation scale of a UGR evaluation value. UGR評価値の計算式(3)の導出に用いた解析パターンを説明する図である。It is a figure explaining the analysis pattern used for derivation | leading-out of the calculation formula (3) of a UGR evaluation value.

符号の説明Explanation of symbols

10 グレア評価装置 ; 10A メモリ ; 10B 演算部 ;
20 明るさ画像 ; 21 視点 ; 22 視線方向
10 glare evaluation apparatus; 10A memory; 10B arithmetic unit;
20 Brightness image; 21 Viewpoint; 22 Gaze direction

Claims (7)

明るさ画像に視点を設定する設定手段と、
前記明るさ画像のうち前記視点の周囲に位置する画素から前記視点への明るさの寄与に基づいて、前記視点におけるグレア評価値を算出する算出手段と
前記明るさ画像の中で前記視点を移動させたときの各々の前記グレア評価値に基づいて、前記明るさ画像からグレア評価画像を生成する生成手段とを備えた
ことを特徴とするグレア評価装置。
Setting means for setting the viewpoint on the brightness image;
Calculating means for calculating a glare evaluation value at the viewpoint based on a contribution of brightness from the pixels located around the viewpoint in the brightness image to the viewpoint ;
A glare evaluation apparatus comprising: a generation unit configured to generate a glare evaluation image from the brightness image based on each glare evaluation value when the viewpoint is moved in the brightness image. .
請求項1に記載のグレア評価装置において、
前記算出手段は、前記明るさ画像のうち前記視点を含む少なくとも一部の領域で、所定の明るさ以上の画素の値に対し、該画素と前記視点との相対位置に応じた重み付けをして、前記グレア評価値を算出する
ことを特徴とするグレア評価装置。
The glare evaluation apparatus according to claim 1,
The calculation means weights a value of a pixel having a predetermined brightness or more in accordance with a relative position between the pixel and the viewpoint in at least a part of the brightness image including the viewpoint. The glare evaluation value is calculated. The glare evaluation apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項1または請求項2に記載のグレア評価装置において、
前記グレア評価値は、眩しさ評価値である
ことを特徴とするグレア評価装置。
The glare evaluation apparatus according to claim 1 or 2,
The glare evaluation value is a glare evaluation value .
請求項1または請求項に記載のグレア評価装置において、
前記グレア評価値は、UGR評価値である
ことを特徴とするグレア評価装置。
The glare evaluation apparatus according to claim 1 or 2 ,
The glare evaluation value is a UGR evaluation value.
明るさ画像に視点を設定する設定手段と
前記明るさ画像のうち前記視点の周囲に位置する画素から前記視点への明るさの寄与に基づいて、前記視点における眩しさ評価値を算出する算出手段と、
前記明るさ画像の中で前記視点を移動させたときの各々の前記眩しさ評価値に基づいて、前記明るさ画像から眩しさ画像を生成する生成手段とを備えた
ことを特徴とするグレア評価装置
Setting means for setting the viewpoint on the brightness image ;
Calculating means for calculating a dazzling evaluation value at the viewpoint based on a contribution of brightness from the pixels located around the viewpoint in the brightness image to the viewpoint;
Glare evaluation, comprising: generation means for generating a glare image from the brightness image based on each glare evaluation value when the viewpoint is moved in the brightness image Equipment .
明るさ画像に視点を設定する設定手と、
前記明るさ画像のうち前記視点の周囲に位置する画素から前記視点への明るさの寄与に基づいて、前記視点におけるUGR評価値を算出する算出手段と、
前記明るさ画像の中で前記視点を移動させたときの各々の前記UGR評価値に基づいて、前記明るさ画像からUGR画像を生成する生成手段と備えた
ことを特徴とするグレア評価装置
And setting means to set a point of view to the brightness image,
Based on the contribution of the brightness to the viewpoint from pixels located around the viewpoint of the brightness image, and calculating means to calculate the UGR evaluation value in the viewpoint,
Based on each of the UGR evaluation value when moving the viewpoint in the brightness image, and a generating means for generating UGR image from the brightness image
The glare evaluation apparatus characterized by this .
明るさ画像に視点を設定する設定手順と、Setting procedure to set the viewpoint to the brightness image,
前記明るさ画像のうち前記視点の周囲に位置する画素から前記視点への明るさの寄与に基づいて、前記視点におけるグレア評価値を算出する算出手順と、A calculation procedure for calculating a glare evaluation value at the viewpoint based on a contribution of brightness from the pixels located around the viewpoint in the brightness image to the viewpoint;
前記明るさ画像の中で前記視点を移動させたときの各々の前記グレア評価値に基づいて、前記明るさ画像からグレア評価画像を生成する生成手順とを、A generation procedure for generating a glare evaluation image from the brightness image based on each glare evaluation value when the viewpoint is moved in the brightness image,
コンピュータに実行させるためのグレア評価プログラム。A glare evaluation program to be executed by a computer.
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