CN103108469B - 控制照明装置输出光的方法及装置、照明系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制照明装置输出光的方法及装置、照明系统。其中，该方法包括：获取初始灯光照射目标对象形成的初始图像；对初始图像进行色彩处理，以获取处理后的目标图像；分别提取初始图像的特征色彩的第一色坐标和目标图像的特征色彩的第二色坐标；根据第一色坐标、第二色坐标以及第三色坐标进行光源估计计算，以获取第四色坐标；根据第四色坐标以及固有色坐标进行驱动电流计算，以获取驱动电流参数；将驱动电流参数作为调光驱动信号，使用调光驱动信号将照明装置的输出光调整为目标灯光。通过本发明，实现了使用灯光色彩控制照明装置的输出，准确控制目标灯光，从而定量的加强被照物色彩。

Description

控制照明装置输出光的方法及装置、照明系统

技术领域

本发明涉及照明控制领域，具体而言，涉及一种控制照明装置输出光的方法及装置、照明系统。

背景技术

在现有技术中，分析和提取场景特征的功能通常通过照相机使用各种图像特征提取方法来实现。但是现有技术的调光方法过于简单，一般只能定性的调节灯光颜色到某一种色彩，不能保证精确的、定量的实现某种调色的效果。现有技术中有以下三种方案解决上述问题：

（1）把照片中的所有像素的灰度求平均，然后将这个平均值作为测量信号，并用于照度反馈控制；取照相机的R、G、B三个通道的图像，分别提取每个通道的图像的灰度层次，使用提取出来的灰度层次进行色彩控制。上述进行照度控制和色彩控制的参数均可以使用多部照相机识别室内有没有人、采集室内的背景光或自然光，并且上述的用于照度控制和色彩控制的控制器均采用神经网络，该控制器可以从照相机获取的照片上提取信息计算用于进行照度控制和色彩控制的参数。

（2）主要通过调整照明光的色度（hue）、饱和度（saturation）以及强度（intensity）使得被照物体上的某些我们感兴趣的特征、成分更好地被图像处理软件识别。在该方案中，通过照相机获取的图像被用于调整RGB三色LED灯的输出光特性，以便获得需要的色彩对比度，并且在控制系统中可以附加光测量单元以不断地或周期性地测量照明装置的输出，光测量单元的测量信息可以被用来重新定标照明装置以满足总体的强度和特殊的色彩要求。

（3）用数据拟合的方法构造从被照物的照度到相机图像的像素点灰度的定标曲线，然后根据图像的灰度及该定标曲线，计算特定区域内的平均照度值，如果平均照度值不在设定的被照物的照度的范围内，则按一定的步长（如2%）增大或减少调光驱动信号的幅值，直到把光调到设定范围。

上述调光方法的控制器设计既不考虑照明系统的物理模型、也不考虑照相机的物理模型，只对照度或色彩到图像像素的灰度进行数据拟合（如采用神经网络）或定标，然而此类拟合或定标的结果与真实的物理模型往往相去甚远，而且严重受制于数据的范围以及拟合算法的性能；并且上述的调光方法过于简单、调节照明灯光的色彩没有严格的标准，比如只能根据从图像中计算的平均照度值对调光驱动信号按一定的步长进行加减，或者根据被照物的颜色定性地切换输出光的色彩。比如用红光照射一个电路时，红色导线因为会反射红光而显得更加明显，而其它颜色的导线则不会。

为了解决上述问题，将数字图像处理中的图像颜色加强算法与基于模型的反馈控制方法结合起来，通过控制照明装置的输出色坐标来加强被照明物体的色彩对比度，从而解决了因照明系统的调光方法根据单一的调光参数进行静态调光，而使得照明系统的输出不能达到照明系统的标称值的问题，实现了自动调节照明装置的照明光以加强被照明物体的色彩对比度的效果。上述方法把色彩加强的参考图像中像素的色坐标作为参考值同调光过程中的图像像素的色坐标进行比对，进而用误差计算调光驱动信号，然而，这种现有技术不考虑灯光色彩对照片色彩影响的数学模型，而是通过反馈控制的方法对灯光颜色进行调节，因此通常需要多步计算反馈控制信号才能使实际照片的色彩接近参考图片。

针对现有技术中在对照明装置进行调光控制时，只用成像装置获取的照片中的被照物的颜色作为灯光的颜色对照明装置的输出光进行控制，不能精确的控制目标灯光以及定量地加强被照物色彩的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术在对照明装置进行调光控制时，只用成像装置获取的照片中的被照物的颜色作为灯光的颜色对照明装置的输出光进行控制，不能精确的控制目标灯光以及定量地加强被照物色彩的问题，目前尚未提出有效的解决方案，为此，本发明的主要目的在于提供一种控制照明装置输出光的方法及装置、照明系统，以解决上述问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种控制照明装置输出光的方法，该方法包括：获取初始灯光照射目标对象形成的初始图像；对初始图像进行色彩处理，以获取处理后的目标图像；分别提取初始图像的特征色彩的第一色坐标和目标图像的特征色彩的第二色坐标；根据第一色坐标、第二色坐标以及第三色坐标进行光源估计计算，以获取第四色坐标，其中，第三色坐标为预存的初始灯光的色彩的默认色坐标；根据第四色坐标以及固有色坐标进行驱动电流计算，以获取驱动电流参数，其中，固有色坐标为预存的照明装置的属性参数；将驱动电流参数作为调光驱动信号，使用调光驱动信号将照明装置的输出光调整为目标灯光。

进一步地，对初始图像进行色彩处理，以获取处理后的目标图像的步骤包括：对初始图像进行白平衡处理，以获取白平衡处理后的初始图像；对白平衡处理后的初始图像进行色彩加强处理，以获取目标图像。

进一步地，对初始图像进行色彩处理，以获取处理后的目标图像的步骤包括：对初始图像进行颜色变换处理，以获取颜色处理后的目标图像。

进一步地，根据第一色坐标、第二色坐标以及第三色坐标进行光源估计计算，以获取第四色坐标的步骤包括：对第一色坐标进行倒数计算，以获取第一色坐标的倒数；通过如下公式计算第四色坐标[e’_r，e’_g，e’_b]^T，公式为：

${[{e^{,}}_r,{e^{,}}_g,{e^{,}}_b]}^T=\mathrm{diag}\left({[R_e^{\′},G_e^{\′},B_e^{\′}]}^T\right)\·\mathrm{diag}\left({[\frac{1}{R_e},\frac{1}{G_e},\frac{1}{B_e}]}^T\right)\·{[e_r,e_g,e_b]}^T,$

其中， $\mathrm{diag}\left({[R_e^{\′},G_e^{\′},B_e^{\′}]}^T\right)=\left[\begin{array}{ccc}{R}_e^{\′}& 0& 0\\ 0& G_e^{\′}& 0\\ 0& 0& B_e^{\′}\end{array}\right],$ 为向量[R′_e，G′_e，B′_e]^T的三个元素作为对角元构成的对角矩阵，[R′_e，G′_e，B′_e]^T是第二色坐标，

$\mathrm{diag}\left({[\frac{1}{R_e},\frac{1}{G_e},\frac{1}{B_e}]}^T\right)=\left[\begin{array}{ccc}\frac{1}{R_e}& 0& 0\\ 0& \frac{1}{G_e}& 0\\ 0& 0& \frac{1}{B_e}\end{array}\right],$ 为向量的三个元素作为对角元构成的对角矩阵，是第一色坐标的倒数，[e_r，e_g，e_b]^T是第三色坐标。

进一步地，根据第四色坐标以及固有色坐标进行驱动电流计算，以获取驱动电流参数的步骤包括：提取固有色坐标；根据第四色坐标以及固有色坐标进行光通量计算，以获取照明装置的第一光通量；根据第一光通量以及第一比例因子进行线性计算，以获取驱动电流参数，其中，第一比例因子为照明装置的驱动电流与照明装置的光通量之间的比值。

进一步地，根据第四色坐标以及固有色坐标进行光通量计算，以获取照明装置的第一光通量的步骤包括：对第四色坐标进行坐标转换，以获取第五色坐标，其中，第四色坐标为RGB色坐标，第五色坐标为XYZ色坐标；根据第五色坐标和固有色坐标进行光通量计算，以获取照明装置的第一光通量。

进一步地，对第四色坐标进行坐标转换，以获取第五色坐标的步骤包括：通过如下公式对第四色坐标进行CIE坐标转换，以获取第五色坐标[X，Y，Z]^T，公式为：

[X，Y，Z]^T=T_RGB2XYZ[e’_r，e’_g，e’_b]^T，

其中，[e’_r，e’_g，e’_b]^T为第四色坐标，T_RGB2XYZ为对第四色坐标进行CIE坐标变换的转化矩阵。

进一步地，第一光通量包括R通道光通量、G通道光通量以及B通道光通量，其中，根据第五色坐标和固有色坐标进行光通量计算，以获取照明装置的第一光通量的步骤包括：通过配色公式和坐标转换公式导出第一公式，

配色公式为：X=X_R+X_G+X_B，Y=Y_R+Y_G+Y_B，Z=Z_R+Z_G+Z_B，

坐标转换公式为： $x_c=\frac{X_C}{X_C+Y_C+Z_C},$ $y_c=\frac{Y_C}{X_C+Y_C+Z_C},$

其中， c为R通道、G通道或B通道中的任意一个，X为第五色坐标的X坐标，Y为第五色坐标的Y坐标，Z为第五色坐标的Z坐标，X_R为R通道的X坐标，X_G为G通道的X坐标，X_B为B通道的X坐标，Y_R为R通道的Y坐标，Y_G为G通道的Y坐标，Y_B为B通道的Y坐标，Z_R为R通道的Z坐标，Z_G为G通道的Z坐标，Z_B为B通道的Z坐标，x_c为固有色坐标的x坐标，y_c为固有色坐标的y坐标，

第一公式为： $\left\{\begin{array}{c}\frac{\frac{x_R}{y_R}+\frac{x_G}{y_G}\·R_{G/R}+\frac{x_B}{y_B}\·R_{B/R}}{1+R_{G/R}+R_{B/R}}=\frac{x}{y}\\ \frac{\frac{z_R}{y_R}+\frac{z_G}{y_G}\·R_{G/B}+\frac{z_B}{y_B}\·R_{B/R}}{1+R_{G/B}+R_{B/R}}=\frac{z}{y}\end{array}\right.,$

其中，R_G/R为第二比例因子，R_B/R为第三比例因子，第二比例因子为G通道光通量与R通道光通量的比值，第三比例因子为B通道光通量与R通道光通量的比值；通过第一公式计算得出第二比例因子和第三比例因子；通过如下公式对第二比例因子、第三比例因子以及预设光通量进行光通量计算，以获取R通道光通量、G通道光通量以及B通道光通量，其中，预设光通量为目标图像的光通量，公式为：

Φ=Φ_R+Φ_R·R_G/R+Φ_R·R_B/R，Φ_G=Φ_R·R_G/R，Φ_B=Φ_R·R_B/R，

其中，Φ为预设光通量，Φ_R为R通道光通量，Φ_G为G通道光通量，Φ_B为R通道光通量。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种控制照明装置输出光的装置，该装置包括：第一获取模块，用于获取初始灯光照射目标对象形成的初始图像；第一处理模块，用于对初始图像进行色彩处理，以获取处理后的目标图像；第一提取模块，用于分别提取初始图像的特征色彩的第一色坐标和目标图像的特征色彩的第二色坐标；第一计算模块，用于根据第一色坐标、第二色坐标以及第三色坐标进行光源估计计算，以获取第四色坐标，其中，第三色坐标为预存的初始灯光的色彩的默认色坐标；第二处理模块，用于根据第四色坐标以及固有色坐标进行驱动电流计算，以获取驱动电流参数，其中，固有色坐标为预存的照明装置的属性参数；第三处理模块，用于将驱动电流参数作为调光驱动信号，并使用调光驱动信号将照明装置的输出光调整为目标灯光。

进一步地，第一处理模块包括：第一图像处理模块，用于对初始图像进行白平衡处理，以获取白平衡处理后的初始图像；第二图像处理模块，用于对白平衡处理后的初始图像进行色彩加强处理，以获取目标图像。

进一步地，第一处理模块包括：第三图像处理模块，用于对初始图像进行颜色变换处理，以获取颜色处理后的目标图像。

进一步地，第一计算模块包括：第一子计算模块，用于对第一色坐标进行倒数计算，以获取第一色坐标的倒数；第二子计算模块，用于通过如下公式计算第四色坐标[e’_r，e’_g，e’_b]^T，公式为：

${[{e^{,}}_r,{e^{,}}_g,{e^{,}}_b]}^T=\mathrm{diag}\left({[R_e^{\′},G_e^{\′},B_e^{\′}]}^T\right)\·\mathrm{diag}\left({[\frac{1}{R_e},\frac{1}{G_e},\frac{1}{B_e}]}^T\right)\·{[e_r,e_g,e_b]}^T,$

其中， $\mathrm{diag}\left({[R_e^{\′},G_e^{\′},B_e^{\′}]}^T\right)=\left[\begin{array}{ccc}{R}_e^{\′}& 0& 0\\ 0& G_e^{\′}& 0\\ 0& 0& B_e^{\′}\end{array}\right],$ diag([R′_e，G′_e，B′_e]^T)为向量[R′_e，G′_e，B′_e]^T的三个元素作为对角元构成的对角矩阵，[R′_e，G′_e，B′_e]^T是第二色坐标，

$\mathrm{diag}\left({[\frac{1}{R_e},\frac{1}{G_e},\frac{1}{B_e}]}^T\right)=\left[\begin{array}{ccc}\frac{1}{R_e}& 0& 0\\ 0& \frac{1}{G_e}& 0\\ 0& 0& \frac{1}{B_e}\end{array}\right],$ 为向量的三个元素作为对角元构成的对角矩阵，是第一色坐标的倒数，[e_r，e_g，e_b]^T是第三色坐标。

进一步地，第二处理模块包括：第二提取模块，用于提取固有色坐标；第二计算模块，用于根据第四色坐标以及固有色坐标进行光通量计算，以获取照明装置的第一光通量；第三计算模块，用于根据第一光通量以及第一比例因子进行线性计算，以获取驱动电流参数，其中，第一比例因子为照明装置的驱动电流与照明装置的光通量之间的比值。

进一步地，第二计算模块包括：第四处理模块，用于对第四色坐标进行坐标转换，以获取第五色坐标，其中，第四色坐标为RGB色坐标，第五色坐标为XYZ色坐标；第三子计算模块，用于根据第五色坐标和固有色坐标进行光通量计算，以获取照明装置的第一光通量。

进一步地，第四处理模块包括：第四子计算模块，用于通过如下公式对第四色坐标进行CIE坐标转换，以获取第五色坐标[X，Y，Z]^T，公式为：[X，Y，Z]^T=T_RGB2XYZ[e’_r，e’_g，e’_b]^T，

其中，[e’_r，e’_g，e’_b]^T为第四色坐标，T_RGB2XYZ为对第四色坐标进行CIE坐标变换的转化矩阵。

进一步地，第一光通量包括R通道光通量、G通道光通量以及B通道光通量，其中，第三子计算模块包括：第五子计算模块，用于通过配色公式和坐标转换公式导出第一公式，配色公式为：X=X_R+X_G+X_B，Y=Y_R+Y_G+Y_B，Z=Z_R+Z_G+Z_B，

坐标转换公式为： $x_c=\frac{X_C}{X_C+Y_C+Z_C},$ $y_c=\frac{Y_C}{X_C+Y_C+Z_C},$

其中， c为R通道、G通道或B通道中的任意一个，X为第五色坐标的X坐标，Y为第五色坐标的Y坐标，Z为第五色坐标的Z坐标，X_R为R通道的X坐标，X_G为G通道的X坐标，X_B为B通道的X坐标，Y_R为R通道的Y坐标，Y_G为G通道的Y坐标，Y_B为B通道的Y坐标，Z_R为R通道的Z坐标，Z_G为G通道的Z坐标，Z_B为B通道的Z坐标，x_c为固有色坐标的x坐标，y_c为固有色坐标的y坐标，

第一公式为： $\left\{\begin{array}{c}\frac{\frac{x_R}{y_R}+\frac{x_G}{y_G}\·R_{G/R}+\frac{x_B}{y_B}\·R_{B/R}}{1+R_{G/R}+R_{B/R}}=\frac{x}{y}\\ \frac{\frac{z_R}{y_R}+\frac{z_G}{y_G}\·R_{G/B}+\frac{z_B}{y_B}\·R_{B/R}}{1+R_{G/B}+R_{B/R}}=\frac{z}{y}\end{array}\right.,$

其中，R_G/R为第二比例因子，R_B/R为第三比例因子，第二比例因子为G通道光通量与R通道光通量的比值，第三比例因子为B通道光通量与R通道光通量的比值；第六子计算模块，用于通过第一公式计算得出第二比例因子和第三比例因子；第七子计算模块，用于通过如下公式对第二比例因子、第三比例因子以及预设光通量进行光通量计算，以获取R通道光通量、G通道光通量以及B通道光通量，其中，预设光通量为目标图像的光通量，公式为：

Φ=Φ_R+Φ_R·R_G/R+Φ_R·R_B/R，Φ_G=Φ_R·R_G/R，Φ_B=Φ_R·R_B/R，

其中，Φ为预设光通量，Φ_R为R通道光通量，Φ_G为G通道光通量，Φ_B为R通道光通量。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种照明系统，该照明系统包括：图像处理装置，用于获取初始灯光照射目标对象形成的初始图像，并对初始图像进行色彩处理，以获取处理后的目标图像，并分别提取初始图像的特征色彩的第一色坐标和目标图像的特征色彩的第二色坐标，并根据第一色坐标、第二色坐标以及第三色坐标进行光源估计计算，以获取第四色坐标；控制器，与图像处理装置连接，用于根据第四色坐标以及固有色坐标进行驱动电流计算，以获取驱动电流参数之后，将驱动电流参数作为调光驱动信号发送给照明装置；照明装置，与控制器连接，用于输出初始灯光，并在获取到控制器的调光驱动信号之后，使用调光驱动信号将照明装置的输出光调整为目标灯光，其中，第三色坐标为预存的初始灯光的色彩的默认色坐标，固有色坐标为照明装置的属性参数。

通过本发明，在得到初始灯光照射目标对象的初始图像之后，对初始图像进行图像处理获取到目标图像，然后通过光源估计的方法从目标图像中提取需要的照明灯光的色彩的色坐标，即目标灯光的色坐标，然后使用该色坐标计算目标灯光的驱动电流，并将计算得出的驱动电流参数作为调光驱动信号，以将照明装置的输出光调节为目标灯光，从而使得目标灯光照射在目标对象上形成目标图像，解决了现有技术中在对照明装置进行调光控制时，只用成像装置获取的照片中的被照物的颜色作为灯光的颜色对照明装置的输出光进行控制，不能精确的控制目标灯光以及定量地加强被照物色彩的问题，实现了使用灯光色彩控制照明装置的输出，准确控制目标灯光，从而定量的加强被照物色彩。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的控制照明装置输出光的装置的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的控制照明装置输出光的方法的流程图；

图3是根据图2所示实施例的控制照明装置输出光的方法的流程图；

图4是根据图2所示实施例的获取第四色坐标的方法的流程图；

图5是根据图2所示实施例的光源估计算法的流程图；

图6是根据图2所示实施例的获取驱动电流参数的流程图；以及

图7是根据本发明实施例的照明系统的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是根据本发明实施例的控制照明装置输出光的装置的结构示意图。如图1所示，该装置包括：第一获取模块10，用于获取初始灯光照射目标对象形成的初始图像；第一处理模块30，用于对初始图像进行色彩处理，以获取处理后的目标图像；第一提取模块50，用于分别提取初始图像的特征色彩的第一色坐标和目标图像的特征色彩的第二色坐标；第一计算模块70，用于根据第一色坐标、第二色坐标以及第三色坐标进行光源估计计算，以获取第四色坐标，其中，第三色坐标为预存的初始灯光的色彩的默认色坐标；第二处理模块90，用于根据第四色坐标以及固有色坐标进行驱动电流计算，以获取驱动电流参数，其中，固有色坐标为预存的照明装置的属性参数，照明装置用于输出初始灯光；第三处理模块110，用于将驱动电流参数作为调光驱动信号，并使用调光驱动信号将照明装置的输出光调整为目标灯光。

采用本发明的控制照明装置输出光的装置，在得到初始灯光照射目标对象的初始图像之后，对初始图像进行图像处理获取到目标图像，然后通过光源估计的方法从目标图像中提取需要的照明灯光的色彩的色坐标，即目标灯光的色坐标，然后使用该色坐标计算目标灯光的驱动电流，并将计算得出的驱动电流参数作为调光驱动信号，以将照明装置的输出光调节为目标灯光，从而使得目标灯光照射在目标对象上形成目标图像，解决了现有技术中在对照明装置进行调光控制时，只用成像装置获取的照片中的被照物的颜色作为灯光的颜色对照明装置的输出光进行控制，不能精确的控制目标灯光以及定量地加强被照物色彩的问题，实现了使用灯光色彩控制照明装置的输出，准确控制目标灯光，从而定量的加强被照物色彩。

其中，特征色彩可以是图像中任意一个像素点的色彩，也可以是图像中目标对象的主色彩。具体在本发明的上述实施例中，初始图像的特征色彩与目标图像的特征色彩的计算方法一致，初始图像的特征色彩和目标图像的特征色彩可以分别为在两幅图像中相对应的像素点的色彩，也可以分别是两幅图像中的目标对象的主色彩。在上述实施例中，目标图像/初始图像的特征色彩优选为图像中目标对象的主色彩。

具体地，在上述实施例中，第一处理模块30可以使用数字图像处理中的色彩处理功能将初始图像的色彩加强，获取目标图像，然后提取目标图像中目标对象的主色彩（即出现频率最高的色彩），而不是提取目标图像中的所有的像素点的色彩。

另外，上述实施例中从目标图像中提取第四色坐标，并以此为目标灯光的色坐标，并据此计算出目标对象的驱动电流参数，以将照明装置中的灯具输出光调整为目标灯光，从而使得在目标灯光照射下实拍的目标对象的图像的特征色彩同对初始图像进行图像处理得到的目标图像的特征色彩一致。

根据本发明的上述实施例，第一处理模块30可以包括：第一图像处理模块，用于对初始图像进行白平衡处理，以获取白平衡处理后的初始图像；第二图像处理模块，用于对白平衡处理后的初始图像进行色彩加强处理，以获取目标图像。

在本发明的上述实施例中，第一处理模块30可以包括：第三图像处理模块，用于对初始图像进行颜色变换处理，以获取颜色处理后的目标图像。

根据本发明的上述实施例，第一计算模块70可以包括：第一子计算模块，用于对第一色坐标进行倒数计算，以获取第一色坐标的倒数；第二子计算模块，用于通过如下公式计算第四色坐标[e’_r，e’_g，e’_b]^T，公式为：

${[{e^{,}}_r,{e^{,}}_g,{e^{,}}_b]}^T=\mathrm{diag}\left({[R_e^{\′},G_e^{\′},B_e^{\′}]}^T\right)\·\mathrm{diag}\left({[\frac{1}{R_e},\frac{1}{G_e},\frac{1}{B_e}]}^T\right)\·{[e_r,e_g,e_b]}^T,$

其中， $\mathrm{diag}\left({[R_e^{\′},G_e^{\′},B_e^{\′}]}^T\right)=\left[\begin{array}{ccc}{R}_e^{\′}& 0& 0\\ 0& G_e^{\′}& 0\\ 0& 0& B_e^{\′}\end{array}\right],$ diag([R′_e，G′_e，B′_e]^T)为向量[R′_e，G′_e，B′_e]^T的三个元素作为对角元构成的对角矩阵，[R′_e，G′_e，B′_e]^T是第二色坐标，

$\mathrm{diag}\left({[\frac{1}{R_e},\frac{1}{G_e},\frac{1}{B_e}]}^T\right)=\left[\begin{array}{ccc}\frac{1}{R_e}& 0& 0\\ 0& \frac{1}{G_e}& 0\\ 0& 0& \frac{1}{B_e}\end{array}\right],$ 为向量的三个元素作为对角元构成的对角矩阵，是第一色坐标的倒数，[e_r，e_g，e_b]^T是第三色坐标。

在本发明的上述实施例中，第二处理模块90可以包括：第二提取模块，用于提取固有色坐标；第二计算模块，用于根据第四色坐标以及固有色坐标进行光通量计算，以获取照明装置的第一光通量；第三计算模块，用于根据第一光通量以及第一比例因子进行线性计算，以获取驱动电流参数，其中，第一比例因子为照明装置的驱动电流与照明装置的光通量之间的比值。

在本发明的上述实施例中，第二计算模块可以包括：第四处理模块，用于对第四色坐标进行坐标转换，以获取第五色坐标，其中，第四色坐标为RGB色坐标，第五色坐标为XYZ色坐标；第三子计算模块，用于根据第五色坐标和固有色坐标进行光通量计算，以获取照明装置的第一光通量。

根据本发明的上述实施例，第四处理模块可以包括：第四子计算模块，用于通过如下公式对第四色坐标进行CIE坐标转换，以获取第五色坐标[X，Y，Z]^T，公式为：

[X，Y，Z]^T=T_RGB2XYZ[e’_r，e’_g，e’_b]^T，其中，[e’_r，e’_g，e’_b]^T为第四色坐标，T_RGB2XYZ为对第四色坐标进行CIE坐标变换的转化矩阵。

在本发明的上述实施例中，第一光通量可以包括R通道光通量、G通道光通量以及B通道光通量，其中，第三子计算模块可以包括：第五子计算模块，用于通过配色公式和坐标转换公式导出第一公式，

配色公式为：X=X_R+X_G+X_B，Y=Y_R+Y_G+Y_B，Z=Z_R+Z_G+Z_B，

坐标转换公式为： $x_c=\frac{X_C}{X_C+Y_C+Z_C},$ $y_c=\frac{Y_C}{X_C+Y_C+Z_C},$

其中， c为R通道、G通道或B通道中的任意一个，X为第五色坐标的X坐标，Y为第五色坐标的Y坐标，Z为第五色坐标的Z坐标，X_R为R通道的X坐标，X_G为G通道的X坐标，X_B为B通道的X坐标，Y_R为R通道的Y坐标，Y_G为G通道的Y坐标，Y_B为B通道的Y坐标，Z_R为R通道的Z坐标，Z_G为G通道的Z坐标，Z_B为B通道的Z坐标，x_c为固有色坐标的x坐标，y_c为固有色坐标的y坐标，

第一公式为： $\left\{\begin{array}{c}\frac{\frac{x_R}{y_R}+\frac{x_G}{y_G}\·R_{G/R}+\frac{x_B}{y_B}\·R_{B/R}}{1+R_{G/R}+R_{B/R}}=\frac{x}{y}\\ \frac{\frac{z_R}{y_R}+\frac{z_G}{y_G}\·R_{G/B}+\frac{z_B}{y_B}\·R_{B/R}}{1+R_{G/B}+R_{B/R}}=\frac{z}{y}\end{array}\right.,$

其中，R_G/R为第二比例因子，R_B/R为第三比例因子，第二比例因子为G通道光通量与R通道光通量的比值，第三比例因子为B通道光通量与R通道光通量的比值；

第六子计算模块，用于通过第一公式计算得出第二比例因子和第三比例因子；第七子计算模块，用于通过如下公式对第二比例因子、第三比例因子以及预设光通量进行光通量计算，以获取R通道光通量、G通道光通量以及B通道光通量，其中，预设光通量为目标图像的光通量，公式为：

Φ=Φ_R+Φ_R·R_G/R+Φ_R·R_B/R，Φ_G=Φ_R·R_G/R，Φ_B=Φ_R·R_B/R，其中，Φ为预设光通量，Φ_R为R通道光通量，Φ_G为G通道光通量，Φ_B为R通道光通量。

其中，上述实施例中的预设光通量可以是预先设定的照射到目标物体上的任意的目标灯光的光通量值。

图2是根据本发明实施例的控制照明装置输出光的方法的流程图，图3是根据图2所示实施例的控制照明装置输出光的方法的流程图。

如图2和图3所示该方法包括如下步骤：

步骤S102，获取初始灯光照射目标对象形成的初始图像。

步骤S104，对初始图像进行色彩处理，以获取处理后的目标图像。

步骤S106，分别提取初始图像的特征色彩的第一色坐标和目标图像的特征色彩的第二色坐标。

步骤S108，根据第一色坐标、第二色坐标以及第三色坐标进行光源估计计算，以获取第四色坐标，其中，第三色坐标为预存的初始灯光的色彩的默认色坐标。

步骤S110，根据第四色坐标以及固有色坐标进行驱动电流计算，以获取驱动电流参数，其中，固有色坐标为预存的照明装置的属性参数。

步骤S112，将驱动电流参数作为调光驱动信号，并使用调光驱动信号将照明装置的输出光调整为目标灯光。

采用本发明的控制照明装置输出光的方法，在得到初始灯光照射目标对象的初始图像之后，对初始图像进行图像处理获取到目标图像，然后通过光源估计的方法从目标图像中提取需要的照明灯光的色彩的色坐标，即目标灯光的色坐标，然后使用该色坐标计算目标灯光的驱动电流，并将计算得出的驱动电流参数作为调光驱动信号，以将照明装置的输出光调节为目标灯光，从而使得目标灯光照射在目标对象上形成目标图像，解决了现有技术中在对照明装置进行调光控制时，只用成像装置获取的照片中的被照物的颜色作为灯光的颜色对照明装置的输出光进行控制，不能精确的控制目标灯光以及定量地加强被照物色彩的问题，实现了使用灯光色彩控制照明装置的输出，准确控制目标灯光，从而定量的加强被照物色彩。

具体地，如图3所示，在通过成像装置获取初始灯光照射目标对象的初始图像之后，对初始图像进行图像处理获取到目标图像，然后通过光源估计的方法从目标图像中提取第四色坐标（即需要的照明灯光的色彩的色坐标），然后控制器使用该第四色坐标进行驱动电流计算，并将计算得出的驱动电流参数发送到照明装置，照明装置使用驱动电流参数将照明装置的输出光调节为目标灯光，以使得目标灯光照射在目标对象上，在上述实施例中，照明装置输出目标灯光照射在目标物体上形成的图像即为目标图像，解决了在对照明装置进行调光控制时，只用照片中的被照物（即目标对象）的颜色作为灯光的颜色对照明装置的输出光进行控制，不能精确的控制目标灯光以及定量地加强被照物色彩的问题，实现了使用灯光色彩控制照明装置的输出，准确控制目标灯光，从而定量的加强被照物色彩。

在本发明的上述实施例中，首先使用照明装置中的灯具的任意输出色温照亮目标对象，该灯光即为初始灯光，然后用数字成像装置对目标对象进行拍照，以获取初始图像，在上述方法中的照明装置中的灯具的任意输出色温可以是照明装置的默认初始灯光，可以是照明装置的色温的标称值。

根据本发明的上述实施例，对初始图像进行色彩处理，以获取处理后的目标图像的步骤包括：对初始图像进行白平衡处理，以获取白平衡处理后的初始图像；对白平衡处理后的初始图像进行色彩加强处理，以获取目标图像。

具体地，如图4所示，可以对初始图像进行白平衡处理，以消除图像中初始灯光的色彩对目标对象的色彩的影响，其中，对初始图像进行白平衡处理具体可以通过“grey-world”方法实现。

更具体地，首先一个朗伯平面产生的图像f(λ)是光源的光谱函数e(λ)、相机的光谱刺激函数c(λ)以及平面反射函数s(λ)的积分：

f(λ)=∫e(λ)c(λ)s(λ)dλ，该方法基于假设空间里一切平面的平均反射是非彩色的，因此初始图像中的RGB色坐标的值是光源的颜色通过相机模型产生的，

其中，k是一个常数，x是图像中的空间坐标，e=[e_r，e_g，e_b]^T是第三色坐标（即初始灯光的颜色在初始图像中的色坐标的值），在对初始图像进行白平衡处理时，由于初始图像是用离散数字信号来表示的，则上式中的积分变为求和。在这里，首先需要用白平衡算法去除初始灯光的颜色对物体颜色的影响，因此需要将物体在初始灯光下的颜色值变换为其在自然光照下的颜色值。von Kries模型是一种标准的白平衡模型，它假设这种变换矩阵为对角阵，其主要思想描述如下：白平衡处理之后的初始图像的RGB值[R_C，G_c，B_c]^T等于第一色坐标（即初始图像的RGB值）[R_e，G_e，B_e]^T乘以第一比值，第一比值为标准光源[c_r，c_g，c_b]^T和初始灯光的颜色在初始图像中的RGB值的比。其中，标准光源是理想自然白光，其在初始图像中的RGB值[c_r，c_g，c_b]^T为则：

$\left[\begin{array}{c}{R}_c\\ G_c\\ B_c\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}\frac{c_r}{e_r}& 0& 0\\ 0& \frac{c_g}{e_g}& 0\\ 0& 0& \frac{c_b}{e_b}\end{array}\right]\·\left[\begin{array}{c}{R}_e\\ G_e\\ B_e\end{array}\right].$

如图4所示，在获取到白平衡处理之后的初始图像之后，可以用图像处理技术中的色彩加强算法对白平衡处理之后的初始图像的色彩进行加强，以获取目标图像。具体地，进行色彩加强的对象可以是目标对象的色彩的饱和度，也可以是增加整个白平衡处理之后的初始图像的色彩的对比度。更具体地，可以通过如下方法实现增加目标对象的色彩的饱和度：

将白平衡处理之后的初始图像中的所有像素的灰度值乘以一个系数，比如可选择ratio1.1，则：S₁=S*ratio，其中，S为白平衡处理之后的初始图像中的所有像素的灰度值，将计算获取的S₁作为目标图像中的所有像素的灰度值，然后将[H，S₁，V]^T坐标转换回RGB坐标，便可得到将白平衡处理之后的初始图像的饱和度增强后的目标图像。

在本发明的上述实施例中，对初始图像进行色彩处理，以获取处理后的目标图像的步骤包括：对初始图像进行颜色变换处理，以获取颜色处理后的目标图像。

具体地，该步骤可以根据用户的需求，对初始图像进行颜色变换处理，如：颜色加强，颜色减弱，将照片作旧（即将初始图像中的颜色变换为老照片的颜色形式）等等。

具体地，在该方法中，可以用物体检测的方法从目标图像中提取目标对象，然后仅仅对目标对象的图像进行色彩处理。具体的物体检测的方法如下：由于目标图像中的图像背景的颜色的饱和度比目标对象的颜色饱和度低很多，则在目标图像的饱和度图像中可根据灰度级明显区分出目标对象和图像背景，因此可以先将目标图像转成HSV空间图像，其中，H代表hue色调，S代表saturation饱和度，V代表value亮度。

在将目标图像转成HSV空间图像之后，对HSV空间图像进行二值化处理。具体地，通过设定阈值可以检测出物体位置，在该方法中也可以采用边缘检测的方法检测出目标图像中的目标对象的位置。本发明对具体的目标对象的检测方法不做限定。

在上述实施例中，获取目标图像之后，执行步骤S106，具体地，可以用图像处理中的特征色彩提取方法从目标图像中目标对象的像素中提取色彩处理后的目标对象的特征色彩的第一色坐标。优选地，在本发明的上述实施例中，可以基于直方图算法提取第二色坐标。更具体地，对目标图像的目标对象的R，G，B三个通道分别做直方图，结合每个通道中出现次数最多的RGB坐标作为目标图像的目标对象的特征色彩的第二色坐标，其中，可以将第二色坐标记为[R′_e，G′_e，B′_e]^T。

另外，特征色彩的色坐标的提取方法很多，本发明对具体的提取特征色彩的方法不做限定。

在执行该步骤的过程中，同时还可以采用上述提取特征色彩的色坐标的方法提取初始图像的特征色彩的第一色坐标，并将第一色坐标计为：[R_e，G_e，B_e]^T。

根据本发明的上述实施例，如图5所示，根据第一色坐标、第二色坐标以及第三色坐标进行光源估计计算，以获取第四色坐标的步骤包括：对第一色坐标进行倒数计算，以获取第一色坐标的倒数；通过如下公式计算第四色坐标[e’_r，e’_g，e’_b]^T，公式为：

${[{e^{,}}_r,{e^{,}}_g,{e^{,}}_b]}^T=\mathrm{diag}\left({[R_e^{\′},G_e^{\′},B_e^{\′}]}^T\right)\·\mathrm{diag}\left({[\frac{1}{R_e},\frac{1}{G_e},\frac{1}{B_e}]}^T\right)\·{[e_r,e_g,e_b]}^T,$

其中， $\mathrm{diag}\left({[R_e^{\′},G_e^{\′},B_e^{\′}]}^T\right)=\left[\begin{array}{ccc}{R}_e^{\′}& 0& 0\\ 0& G_e^{\′}& 0\\ 0& 0& B_e^{\′}\end{array}\right],$ diag([R′_e，G′_e，B′_e]^T)为向量[R′_e，G′_e，B′_e]^T的三个元素作为对角元构成的对角矩阵，[R′_e，G′_e，B′_e]^T是第二色坐标，

$\mathrm{diag}\left({[\frac{1}{R_e},\frac{1}{G_e},\frac{1}{B_e}]}^T\right)=\left[\begin{array}{ccc}\frac{1}{R_e}& 0& 0\\ 0& \frac{1}{G_e}& 0\\ 0& 0& \frac{1}{B_e}\end{array}\right],$ 为向量的三个元素作为对角元构成的对角矩阵，是第一色坐标的倒数，[e_r，e_g，e_b]^T是第三色坐标，第三色坐标为初始灯光的色彩的色坐标，第三色坐标可以是标示在照明装置上的色温参数转换得到的RGB坐标。

具体地，用光源估计方法从目标对象的特征色彩中提取第四色坐标，然后将第四色坐标作为目标灯光的色坐标。更具体地，在本实施例中可以根据白平衡原理中在不同色彩的光源下的白平衡图像的色坐标应该相同的原则，通过如下公式计算第四色坐标，公式为：

${[{e^{,}}_r,{e^{,}}_g,{e^{,}}_b]}^T=\mathrm{diag}\left({[R_e^{\′},G_e^{\′},B_e^{\′}]}^T\right)\·\mathrm{diag}\left({[\frac{1}{R_e},\frac{1}{G_e},\frac{1}{B_e}]}^T\right)\·{[e_r,e_g,e_b]}^T,$ 第四色坐标为RGB坐标。

根据本发明的上述实施例，根据第四色坐标以及固有色坐标进行驱动电流计算，以获取驱动电流参数的步骤包括：提取固有色坐标；根据第四色坐标以及固有色坐标进行光通量计算，以获取照明装置的第一光通量；根据第一光通量以及第一比例因子进行线性计算，以获取驱动电流参数，其中，第一比例因子为照明装置的驱动电流与照明装置的光通量之间的比值。

在本发明的上述实施例中，根据第四色坐标以及固有色坐标进行光通量计算，以获取照明装置的第一光通量的步骤可以包括：对第四色坐标进行坐标转换，以获取第五色坐标，其中，第四色坐标为RGB色坐标，第五色坐标为XYZ色坐标；根据第五色坐标和固有色坐标进行光通量计算，以获取照明装置的第一光通量。

根据本发明的上述实施例，如图6所示，对第四色坐标进行坐标转换，以获取第五色坐标的步骤可以包括：通过如下公式对第四色坐标进行CIE坐标转换，以获取第五色坐标[X，Y，Z]^T，公式为：[X，Y，Z]^T=T_RGB2XYZ[e’_r，e’_g，e’_b]^T，其中，[e’_r，e’_g，e’_b]^T为第四色坐标，T_RGB2XYZ为对第四色坐标进行CIE坐标变换的转化矩阵。

在本发明的上述实施例中，第一光通量可以包括R通道光通量、G通道光通量以及B通道光通量，其中，根据第五色坐标和固有色坐标进行光通量计算，以获取照明装置的第一光通量的步骤包括可以包括：通过配色公式和坐标转换公式导出第一公式，

配色公式为：X=X_R+X_G+X_B，Y=Y_R+Y_G+Y_B，Z=Z_R+Z_G+Z_B，

坐标转换公式为： $x_c=\frac{X_C}{X_C+Y_C+Z_C},$ $y_c=\frac{Y_C}{X_C+Y_C+Z_C},$

其中， c为R通道、G通道或B通道中的任意一个，X为第五色坐标的X坐标，Y为第五色坐标的Y坐标，Z为第五色坐标的Z坐标，X_R为R通道的X坐标，X_G为G通道的X坐标，X_B为B通道的X坐标，Y_R为R通道的Y坐标，Y_G为G通道的Y坐标，Y_B为B通道的Y坐标，Z_R为R通道的Z坐标，Z_G为G通道的Z坐标，Z_B为B通道的Z坐标，x_c为固有色坐标的x坐标，y_c为固有色坐标的y坐标，

第一公式为： $\left\{\begin{array}{c}\frac{\frac{x_R}{y_R}+\frac{x_G}{y_G}\·R_{G/R}+\frac{x_B}{y_B}\·R_{B/R}}{1+R_{G/R}+R_{B/R}}=\frac{x}{y}\\ \frac{\frac{z_R}{y_R}+\frac{z_G}{y_G}\·R_{G/B}+\frac{z_B}{y_B}\·R_{B/R}}{1+R_{G/B}+R_{B/R}}=\frac{z}{y}\end{array}\right.,$

其中，R_G/R为第二比例因子，R_B/R为第三比例因子，第二比例因子为G通道光通量与R通道光通量的比值，第三比例因子为B通道光通量与R通道光通量的比值；

通过第一公式计算得出第二比例因子和第三比例因子；通过如下公式对第二比例因子、第三比例因子以及预设光通量进行光通量计算，以获取R通道光通量、G通道光通量以及B通道光通量，其中，预设光通量为目标图像的光通量，公式为：

Φ=Φ_R+Φ_R·R_G/R+Φ_R·R_B/R，Φ_G=Φ_R·R_G/R，Φ_B=Φ_R·R_B/R，其中，Φ为预设光通量，Φ_R为R通道光通量，Φ_G为G通道光通量，Φ_B为R通道光通量。

其中，上述实施例中的预设光通量可以是预先设定的目标物体上的任意的目标光通量值。

具体地，根据以下的配色公式以及照明装置的灯具的每组同色LED灯的固有色坐标，求出照明装置的第一光通量。该第一光通量包括R通道光通量、G通道光通量以及B通道光通量，R通道光通量、G通道光通量以及B通道光通量分别对应照明装置中的灯具的LED灯的R通道、G通道以及B通道的光通量。其中，固有色坐标为xy坐标，固有色坐标为常数，其可以从照明装置的灯具的技术资料里读取得到，也可以通过积分球测量得到。

更具体地，将R通道亮度表示为Y_R，G通道亮度为Y_R·R_G/R，B通道的亮度为Y_R·R_B/R，其中，R_G/R为G通道亮度与R通道亮度的比值，R_B/R为B通道亮度与R通道亮度的比值，则三通道混合光的第五色坐标可由配色公式得出：

X=X_R+X_G+X_B，Y=Y_R+Y_G+Y_B，Z=Z_R+Z_G+Z_B，

根据色度学的基本原理，目标灯光的色彩除了可以用XYZ坐标表示之外，还可以用xy坐标表示，且xy坐标同XYZ坐标之间存在以下关系，将其称为坐标转换公式：

$X_c=\frac{x_C}{y_C}\·Y_c,$

$Z_c=\frac{z_C}{y_C}\·Y_c=\frac{1-x_C-y_C}{y_C}\·Y_c,$

其中，上述参数中的下标c可以是R，G，B中的任意一个，X_R，Y_R，Z_R分别表示R通道的X，Y，Z坐标，X_G，Y_G，Z_G，分别表示G通道的X，Y，Z坐标，X_B，Y_B，Z_B则分别表示B通道的X，Y，Z坐标，x_R,y_R分别表示R通道的色坐标x，y坐标，x_G，y_G分别表示G通道的色坐标x，y坐标，x_B，y_B分别表示B通道的色坐标x，y坐标。

根据色度学的基本原理，每个灯光的颜色都可由xy坐标唯一决定，跟亮度参数Y无关，则从上述公式可获得如下二元一次方程组，将该二元一次方程组称为第一公式：

$\left\{\begin{array}{c}\frac{\frac{x_R}{y_R}+\frac{x_G}{y_G}\·R_{G/R}+\frac{x_B}{y_B}\·R_{B/R}}{1+R_{G/R}+R_{B/R}}=\frac{x}{y}\\ \frac{\frac{z_R}{y_R}+\frac{z_G}{y_G}\·R_{G/B}+\frac{z_B}{y_B}\·R_{B/R}}{1+R_{G/B}+R_{B/R}}=\frac{z}{y}\end{array}\right.$

由此求出的第二比例因子R_G/R和第三比例因子R_B/R即可获取唯一的xy坐标，然后根据xy坐标唯一决定目标灯光。另外，因为目标图像中任意一点的像素的亮度参数Y并不等于实际的灯光亮度或光通量，而亮度参数Y与xy坐标也无关，所以目标灯光的Y坐标并没有实际意义。目标灯光的亮度可由对场景照明的亮度要求得出，由于在同一个参考点，LED的亮度参数Y和光通量Φ成正比，目标灯光的亮度可由其光通量决定；并且三个通道的亮度比1∶R_G/R∶R_B/R等于三个通道的光通量的比值，并且由于总光通量等于三个通道光通量的总和：

Φ=Φ_R+Φ_R·R_G/R+Φ_R·R_B/R，其中，Φ为总光通量，Φ_R为R通道光通量，可以通过预设光通量Φ，计算获取Φ_R，从而获取Φ_G=Φ_R·R_G/R和Φ_B=Φ_R·R_B/R，Φ_G为G通道光通量，Φ_B为R通道光通量。

上述的这些色坐标是LED的三个通道的特性，可由LED的技术资料查出或用积分球测出。

在计算获取R通道光通量、G通道光通量以及B通道光通量，R通道光通量、G通道光通量之后，执行步骤S114以及步骤S116。

具体地，根据上述实施例中得到的每组同色LED的第一光通量Φ_R、Φ_G、Φ_B以及第一比例因子进行线性计算求出达到第一光通量的驱动电流参数，驱动电流参数可以是驱动电流值，其中，第一比例因子可以是驱动电流同照明装置的灯具的每组同色LED输出的光通量的比值。第一比例因子可通过实验数据拟合得出。可以上述实施例中计算得出的驱动电流值作为调光驱动信号，使用这些调光驱动信号调整照明装置的输出光，以使得照明装置的输出光为目标灯光，目标灯光照射在目标对象上可以形成目标图像。

通过本申请的上述实施例，通过提取目标图像中的灯光的色彩的第四色坐标，并对第四色坐标进行光通量的计算，并使用光通量计算获取调光驱动信号，用调光驱动信号即可使目标对象的特征色彩达到对初始图像进行图像处理得到的目标图像的特征色彩。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图7是根据本发明实施例的照明系统的示意图，如图7所示，该系统可以包括：图像处理装置1，用于获取初始灯光照射目标对象形成的初始图像，并对初始图像进行色彩处理，以获取处理后的目标图像，并分别提取初始图像的特征色彩的第一色坐标和目标图像的特征色彩的第二色坐标，并根据第一色坐标、第二色坐标以及第三色坐标进行光源估计计算，以获取第四色坐标；控制器3，与图像处理装置1连接，用于根据第四色坐标以及固有色坐标进行驱动电流计算，以获取驱动电流参数，并将驱动电流参数作为调光驱动信号发送给照明装置；照明装置5，与控制器3连接，用于输出初始灯光，并在获取到控制器的调光驱动信号之后，使用调光驱动信号将照明装置的输出光调整为目标灯光，其中，第三色坐标为预存的初始灯光的色彩的默认色坐标，固有色坐标为照明装置的属性参数。

采用本发明的照明系统，在图像处理装置得到初始灯光照射目标对象的初始图像之后，对初始图像进行图像处理获取到目标图像，然后通过光源估计的方法从目标图像中提取需要的照明灯光的色彩的色坐标，即目标灯光的色坐标，然后控制器使用该色坐标计算目标灯光的驱动电流，并将计算得出的驱动电流参数作为调光驱动信号，以将照明装置的输出光调节为目标灯光，从而使得目标灯光照射在目标对象上形成目标图像，解决了现有技术中在对照明装置进行调光控制时，只用成像装置获取的照片中的被照物的颜色作为灯光的颜色对照明装置的输出光进行控制，不能精确的控制目标灯光以及定量地加强被照物色彩的问题，实现了使用灯光色彩控制照明装置的输出，准确控制目标灯光，从而定量的加强被照物色彩。

具体地，照明系统的照明装置可以包括一个或多个LED灯具，LED灯具可以是多色的（如RGB）LED芯片，图像处理装置可以包括一个或多个数字成像装置（如相机），其中，LED灯具中的每组同色LED芯片用同一个电流或电压信号控制。

采用本发明的上述实施例，可以根据目标对象的颜色全自动调节照明灯具的色彩、无需手调，具体地，从目标图像中提取需要的照明光的第四色坐标，并以此为参考值调节LED灯具的输出光的色坐标，从而使得在该目标灯光下实拍图像的特征色彩同图像处理得到的目标图像的特征色彩一致，使用该系统，可以更加精确、快速的调节灯光色彩来实现对被照物体特征色彩的加强。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：通过本发明，在得到初始灯光照射目标对象的初始图像之后，对初始图像进行图像处理获取到目标图像，然后通过光源估计的方法从目标图像中提取需要的照明灯光的色彩的色坐标，即目标灯光的色坐标，然后控制器使用该色坐标计算目标灯光的驱动电流，并将计算得出的驱动电流参数作为调光驱动信号，以将照明装置的输出光调节为目标灯光，从而使得目标灯光照射在目标对象上形成目标图像，解决了现有技术中在对照明装置进行调光控制时，只用成像装置获取的照片中的被照物的颜色作为灯光的颜色对照明装置的输出光进行控制，不能精确的控制目标灯光以及定量地加强被照物色彩的问题，实现了使用灯光色彩控制照明装置的输出，准确控制目标灯光，从而定量的加强被照物色彩。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种控制照明装置输出光的方法，其特征在于，包括：

获取初始灯光照射目标对象形成的初始图像；

对所述初始图像进行色彩处理，以获取处理后的目标图像；

分别提取所述初始图像的特征色彩的第一色坐标和所述目标图像的特征色彩的第二色坐标；

根据所述第一色坐标、所述第二色坐标以及第三色坐标进行光源估计计算，以获取第四色坐标，其中，所述第三色坐标为预存的所述初始灯光的色彩的默认色坐标；

根据所述第四色坐标以及固有色坐标进行驱动电流计算，以获取驱动电流参数，其中，所述固有色坐标为预存的照明装置的属性参数；

将所述驱动电流参数作为调光驱动信号，使用所述调光驱动信号将所述照明装置的输出光调整为目标灯光；

其中，对所述初始图像进行色彩处理，以获取处理后的目标图像的步骤包括：对所述初始图像进行白平衡处理，以获取白平衡处理后的初始图像；对所述白平衡处理后的初始图像进行色彩加强处理，以获取所述目标图像，

其中，进行色彩加强的对象是所述目标对象的色彩的饱和度，增加所述目标对象的色彩的饱和度包括：

将白平衡处理之后的所述初始图像中的所有像素的灰度值S乘以一个系数ratio，则：S₁＝S*ratio，其中，计算获取的S₁作为所述目标图像中的所有像素的灰度值；将[H，S₁，V]^T坐标转换回RGB坐标，得到将白平衡处理之后的所述初始图像的饱和度增强后的所述目标图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述初始图像进行色彩处理，以获取处理后的目标图像的步骤包括：

对所述初始图像进行颜色变换处理，以获取颜色处理后的目标图像。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所述第一色坐标、所述第二色坐标以及第三色坐标进行光源估计计算，以获取第四色坐标的步骤包括：

对所述第一色坐标进行倒数计算，以获取所述第一色坐标的倒数；

通过如下公式计算所述第四色坐标[e’_r，e’_g，e’_b]^T，所述公式为：

${[{e^{\′}}_r,{e^{\′}}_g,{e^{\′}}_b]}^T=\mathrm{diag}\left({[R_e^{\′},G_e^{\′},B_e^{\′}]}^T\right)\·\mathrm{diag}\left({[\frac{1}{R_e},\frac{1}{G_e},\frac{1}{B_e}]}^T\right)\·{[e_r,e_g,e_b]}^T,$

其中， $\mathrm{diag}\left({[R_e^{\′},G_e^{\′},B_e^{\′}]}^T\right)=\left[\begin{array}{ccc}{R}_e^{\′}& 0& 0\\ 0& G_e^{\′}& 0\\ 0& 0& B_e^{\′}\end{array}\right],$ diag([R′_e，G′_e，B′_e]^T)为向量[R′_e，G′_e，B′_e]^T的三个元素作为对角元构成的对角矩阵，所述[R′_e，G′_e，B′_e]^T是所述第二色坐标，

$\mathrm{diag}\left({[\frac{1}{R_e},\frac{1}{G_e},\frac{1}{B_e}]}^T\right)=\left[\begin{array}{ccc}\frac{1}{R_e}& 0& 0\\ 0& \frac{1}{G_e}& 0\\ 0& 0& \frac{1}{B_e}\end{array}\right],\mathrm{diag}\left({[\frac{1}{R_e},\frac{1}{G_e},\frac{1}{B_e}]}^T\right)$ 为向量的三个元素作为对角元构成的对角矩阵，所述是所述第一色坐标的倒数，

[e_r，e_g，e_b]^T是所述第三色坐标。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第四色坐标以及固有色坐标进行驱动电流计算，以获取驱动电流参数的步骤包括：

提取所述固有色坐标；

根据所述第四色坐标以及所述固有色坐标进行光通量计算，以获取所述照明装置的第一光通量；

根据所述第一光通量以及第一比例因子进行线性计算，以获取所述驱动电流参数，其中，所述第一比例因子为所述照明装置的驱动电流与所述照明装置的光通量之间的比值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述第四色坐标以及所述固有色坐标进行光通量计算，以获取所述照明装置的第一光通量的步骤包括：

对所述第四色坐标进行坐标转换，以获取第五色坐标，其中，所述第四色坐标为RGB色坐标，所述第五色坐标为XYZ色坐标；

根据所述第五色坐标和所述固有色坐标进行光通量计算，以获取所述照明装置的所述第一光通量。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对所述第四色坐标进行坐标转换，以获取第五色坐标的步骤包括：

通过如下公式对所述第四色坐标进行CIE坐标转换，以获取所述第五色坐标[X，Y，Z]^T，所述公式为：

[X，Y，Z]^T＝T_RGB2XYZ[e’_r，e’_g，e’_b]^T，

其中，所述[e’_r，e’_g，e’_b]^T为所述第四色坐标，所述T_RGB2XYZ为对所述第四色坐标进行CIE坐标变换的转化矩阵。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一光通量包括R通道光通量、G通道光通量以及B通道光通量，其中，根据所述第五色坐标和所述固有色坐标进行光通量计算，以获取所述照明装置的所述第一光通量的步骤包括：

通过配色公式和坐标转换公式导出第一公式，

所述配色公式为：X＝X_R+X_G+X_B，Y＝Y_R+Y_G+Y_B，Z＝Z_R+Z_G+Z_B，

所述坐标转换公式为： $x_c=\frac{X_c}{X_c{+Y}_c+Z_c},y_c=\frac{Y_c}{X_c+Y_c+Z_c},$

其中， $X_c=\frac{x_c}{y_c}\·Y_c,Z_c=\frac{z_c}{y_c}\·Y_c=\frac{1-x_c-y_c}{y_c}\·Y_c,$ c为R通道、G通道或B通道中的任意一个，所述X为所述第五色坐标的X坐标，所述Y为所述第五色坐标的Y坐标，所述Z为所述第五色坐标的Z坐标，所述X_R为所述R通道的X坐标，所述X_G为所述G通道的X坐标，所述X_B为所述B通道的X坐标，所述Y_R为所述R通道的Y坐标，所述Y_G为所述G通道的Y坐标，所述Y_B为所述B通道的Y坐标，所述Z_R为所述R通道的Z坐标，所述Z_G为所述G通道的Z坐标，所述Z_B为所述B通道的Z坐标，所述x_c为所述固有色坐标的x坐标，所述y_c为所述固有色坐标的y坐标，

所述第一公式为： $\left\{\begin{array}{c}\frac{\frac{x_R}{y_R}+\frac{x_G}{y_G}\·R_{G/R}+\frac{x_B}{y_B}\·R_{B/R}}{1+R_{G/R}+R_{B/R}}=\frac{x}{y}\\ \frac{\frac{z_R}{y_R}+\frac{z_G}{y_G}\·R_{G/R}+\frac{z_B}{y_B}\·R_{B/R}}{1+R_{G/R}+R_{B/R}}=\frac{z}{y}\end{array}\right.,$

其中，所述R_G/R为第二比例因子，所述R_B/R为第三比例因子，所述第二比例因子为所述G通道光通量与所述R通道光通量的比值，所述第三比例因子为所述B通道光通量与所述R通道光通量的比值；

通过所述第一公式计算得出所述第二比例因子和所述第三比例因子；

通过如下公式对所述第二比例因子、所述第三比例因子以及预设光通量进行光通量计算，以获取所述R通道光通量、所述G通道光通量以及所述B通道光通量，其中，所述预设光通量为所述目标图像的光通量，所述公式为：

Φ＝Φ_R+Φ_R·R_G/R+Φ_R·R_B/R，

Φ_G＝Φ_R·R_G/R，Φ_B＝Φ_R·R_B/R，

其中，Φ为预设光通量，Φ_R为所述R通道光通量，Φ_G为所述G通道光通量，Φ_B为所述R通道光通量。

8.一种控制照明装置输出光的装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取初始灯光照射目标对象形成的初始图像；

第一处理模块，用于对所述初始图像进行色彩处理，以获取处理后的目标图像；

第一提取模块，用于分别提取所述初始图像的特征色彩的第一色坐标和所述目标图像的特征色彩的第二色坐标；

第一计算模块，用于根据所述第一色坐标、所述第二色坐标以及第三色坐标进行光源估计计算，以获取第四色坐标，其中，所述第三色坐标为预存的所述初始灯光的色彩的默认色坐标；

第二处理模块，用于根据所述第四色坐标以及固有色坐标进行驱动电流计算，以获取驱动电流参数，其中，所述固有色坐标为预存的照明装置的属性参数；

第三处理模块，用于将所述驱动电流参数作为调光驱动信号，并使用所述调光驱动信号将所述照明装置的输出光调整为目标灯光；

其中，所述第一处理模块包括：第一图像处理模块，用于对所述初始图像进行白平衡处理，以获取白平衡处理后的初始图像；第二图像处理模块，用于对所述白平衡处理后的初始图像进行色彩加强处理，以获取所述目标图像其中；

其中，所述第二图像处理模块进行色彩加强的对象是所述目标对象的色彩的饱和度，增加所述目标对象的色彩的饱和度包括：将白平衡处理之后的所述初始图像中的所有像素的灰度值S乘以一个系数ratio，则：S₁＝S*ratio，其中，计算获取的S₁作为所述目标图像中的所有像素的灰度值；将[H，S₁，V]^T坐标转换回RGB坐标，得到将白平衡处理之后的所述初始图像的饱和度增强后的所述目标图像。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一处理模块包括：

第三图像处理模块，用于对所述初始图像进行颜色变换处理，以获取颜色处理后的目标图像。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述第一计算模块包括：

第一子计算模块，用于对所述第一色坐标进行倒数计算，以获取所述第一色坐标的倒数；

第二子计算模块，用于通过如下公式计算所述第四色坐标[e’_r，e’_g，e’_b]^T，所述公式为：

${[{e^{\′}}_r,{e^{\′}}_g,{e^{\′}}_b]}^T=\mathrm{diag}\left({[R_e^{\′},G_e^{\′},B_e^{\′}]}^T\right)\·\mathrm{diag}\left({[\frac{1}{R_e},\frac{1}{G_e},\frac{1}{B_e}]}^T\right)\·{[e_r,e_g,e_b]}^T,$

其中， $\mathrm{diag}\left({[R_e^{\′},G_e^{\′},B_e^{\′}]}^T\right)=\left[\begin{array}{ccc}{R}_e^{\′}& 0& 0\\ 0& G_e^{\′}& 0\\ 0& 0& B_e^{\′}\end{array}\right],$ diag([R′_e，G′_e，B′_e]^T)为向量[R′_e，G′_e，B′_e]^T的三个元素作为对角元构成的对角矩阵，所述[R′_e，G′_e，B′_e]^T是所述第二色坐标，

$\mathrm{diag}\left({[\frac{1}{R_e},\frac{1}{G_e},\frac{1}{B_e}]}^T\right)=\left[\begin{array}{ccc}\frac{1}{R_e}& 0& 0\\ 0& \frac{1}{G_e}& 0\\ 0& 0& \frac{1}{B_e}\end{array}\right],\mathrm{diag}\left({[\frac{1}{R_e},\frac{1}{G_e},\frac{1}{B_e}]}^T\right)$ 为向量的三个元素作为对角元构成的对角矩阵，所述是所述第一色坐标的倒数，

[e_r，e_g，e_b]^T是所述第三色坐标。

11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二处理模块包括：

第二提取模块，用于提取所述固有色坐标；

第二计算模块，用于根据所述第四色坐标以及所述固有色坐标进行光通量计算，以获取所述照明装置的第一光通量；

第三计算模块，用于根据所述第一光通量以及第一比例因子进行线性计算，以获取所述驱动电流参数，其中，所述第一比例因子为所述照明装置的驱动电流与所述照明装置的光通量之间的比值。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第二计算模块包括：

第四处理模块，用于对所述第四色坐标进行坐标转换，以获取第五色坐标，其中，所述第四色坐标为RGB色坐标，所述第五色坐标为XYZ色坐标；

第三子计算模块，用于根据所述第五色坐标和所述固有色坐标进行光通量计算，以获取所述照明装置的所述第一光通量。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述第四处理模块包括：

第四子计算模块，用于通过如下公式对所述第四色坐标进行CIE坐标转换，以获取所述第五色坐标[X，Y，Z]^T，所述公式为：

[X，Y，Z]^T＝T_RGB2XYZ[e’_r，e_g，e’_b]^T，

其中，所述[e’_r，e_g，e’_b]^T为所述第四色坐标，所述T_RGB2XYZ为对所述第四色坐标进行CIE坐标变换的转化矩阵。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第一光通量包括R通道光通量、G通道光通量以及B通道光通量，其中，所述第三子计算模块包括：

第五子计算模块，用于通过配色公式和坐标转换公式导出第一公式，

所述配色公式为：X＝X_R+X_G+X_B，Y＝Y_R+Y_G+Y_B，Z＝Z_R+Z_G+Z_B，

所述坐标转换公式为： $x_c=\frac{X_c}{X_c{+Y}_c+Z_c},y_c=\frac{Y_c}{X_c+Y_c+Z_c},$

其中， $X_c=\frac{x_c}{y_c}\·Y_c,Z_c=\frac{z_c}{y_c}\·Y_c=\frac{1-x_c-y_c}{y_c}\·Y_c,$ c为R通道、G通道或B通道中的任意一个，所述X为所述第五色坐标的X坐标，所述Y为所述第五色坐标的Y坐标，所述Z为所述第五色坐标的Z坐标，所述X_R为所述R通道的X坐标，所述X_G为所述G通道的X坐标，所述X_B为所述B通道的X坐标，所述Y_R为所述R通道的Y坐标，所述Y_G为所述G通道的Y坐标，所述Y_B为所述B通道的Y坐标，所述Z_R为所述R通道的Z坐标，所述Z_G为所述G通道的Z坐标，所述Z_B为所述B通道的Z坐标，所述x_c为所述固有色坐标的x坐标，所述y_c为所述固有色坐标的y坐标，

所述第一公式为： $\left\{\begin{array}{c}\frac{\frac{x_R}{y_R}+\frac{x_G}{y_G}\·R_{G/R}+\frac{x_B}{y_B}\·R_{B/R}}{1+R_{G/R}+R_{B/R}}=\frac{x}{y}\\ \frac{\frac{z_R}{y_R}+\frac{z_G}{y_G}\·R_{G/R}+\frac{z_B}{y_B}\·R_{B/R}}{1+R_{G/R}+R_{B/R}}=\frac{z}{y}\end{array}\right.,$

其中，所述R_G/R为第二比例因子，所述R_B/R为第三比例因子，所述第二比例因子为所述G通道光通量与所述R通道光通量的比值，所述第三比例因子为所述B通道光通量与所述R通道光通量的比值；

第六子计算模块，用于通过所述第一公式计算得出所述第二比例因子和所述第三比例因子；

第七子计算模块，用于通过如下公式对所述第二比例因子、所述第三比例因子以及预设光通量进行光通量计算，以获取所述R通道光通量、所述G通道光通量以及所述B通道光通量，其中，所述预设光通量为所述目标图像的光通量，所述公式为：

Φ＝Φ_R+Φ_R·R_G/R+Φ_R·R_B/R，

Φ_G＝Φ_R·R_G/R，Φ_B＝Φ_R·R_B/R，

其中，Φ为预设光通量，Φ_R为所述R通道光通量，Φ_G为所述G通道光通量，Φ_B为所述R通道光通量。

15.一种照明系统，其特征在于，包括：

图像处理装置，用于获取初始灯光照射目标对象形成的初始图像，并对所述初始图像进行色彩处理，以获取处理后的目标图像，并分别提取所述初始图像的特征色彩的第一色坐标和所述目标图像的特征色彩的第二色坐标，并根据所述第一色坐标、所述第二色坐标以及第三色坐标进行光源估计计算，以获取第四色坐标；

控制器，与所述图像处理装置连接，用于根据所述第四色坐标以及固有色坐标进行驱动电流计算，以获取驱动电流参数之后，将所述驱动电流参数作为调光驱动信号发送给所述照明装置；

所述照明装置，与所述控制器连接，用于输出所述初始灯光，并在获取到所述控制器的调光驱动信号之后，使用所述调光驱动信号将所述照明装置的输出光调整为目标灯光，

其中，所述第三色坐标为预存的所述初始灯光的色彩的默认色坐标，所述固有色坐标为所述照明装置的属性参数；

其中，所述控制器还用于：对所述初始图像进行色彩处理，以获取处理后的目标图像的步骤包括：对所述初始图像进行白平衡处理，以获取白平衡处理后的初始图像；对所述白平衡处理后的初始图像进行色彩加强处理，以获取所述目标图像，

其中，进行色彩加强的对象是所述目标对象的色彩的饱和度，增加所述目标对象的色彩的饱和度包括：

将白平衡处理之后的所述初始图像中的所有像素的灰度值S乘以一个系数ratio，则：S₁＝S*ratio，其中，计算获取的S₁作为所述目标图像中的所有像素的灰度值；将[H，S₁，V]^T坐标转换回RGB坐标，得到将白平衡处理之后的所述初始图像的饱和度增强后的所述目标图像。