照明控制的方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及照明领域,具体而言,涉及一种照明控制的方法、装置及系统。
背景技术
随着半导体照明技术的成熟,具有红色,绿色,蓝色等彩色光源混合产生白光的颜色可调光源被广泛地应用在商场,超市及博物馆的照明当中。在这些应用场合中,商品或者展览品通常被灯具重点照明,并且这些应用场合对照明灯光的色温有一定要求。因此调节颜色可调光源的输出光色使得被照待测物在参考色温下对于观察者来说颜色鲜艳和有吸引力很重要。用于增加待测物颜色的鲜艳程度的灯光控制方法在商业,艺术品展览等方面具有很好的应用前景。比如飞利浦的超市照明解决方案针对不同被照商品调节灯光颜色和色温使得食物看上去更加诱人。例如用淡粉色灯光去照牛肉让牛肉看上去鲜嫩多汁而用冷白灯光照海鲜产品使得海鲜看上去新鲜。还有的商家采用控制光源使得输出的灯光有较高的颜色显色指数(CRI)或者较高的颜色准确性(coloraccuracy)来增加待测物颜色的鲜艳程度。
这里需要说明的是,现有调光技术调光控制方法简单,只是简单的将灯光颜色更换为待测物的颜色,在提高被照待测物颜色饱和度的同时改变待测物颜色的色调,或者只专注提高综合CRI颜色显色指数而不考虑灯光颜色对特定目标待测物的影响,比如在一个高CRI的灯具下人脸的颜色可能会不自然,因为它对皮肤色的显色指数不高并且达不到增强颜色的效果从而不能定量准确的增强被照待测物的色彩。
针对上述现有的灯光控制技术只提高灯光本身的光色品质或简单的将灯光颜色更换为待测物的颜色,不能定量准确的增强被照待测物的色彩的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种照明控制的方法、装置及系统,以至少解决现有的灯光控制技术只提高灯光本身的光色品质或只将灯光颜色更换为待测物的颜色,不能定量准确的增强被照待测物的色彩的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面,提供了一种照明控制的方法,包括:接收传感器检测到的待测物的身份识别标志,以及用户输入的参考光源色温和目标饱和度d;使用身份识别标志从存储器中查询得到待测物表面的反射率分布;使用参考光源色温从存储器中查询得到参考光源光谱、参考光源的色坐标和照明体各颜色通道光谱,其中,照明体为待测物提供可调色光源;根据目标饱和度d、参考光源光谱、参考光源的色坐标、待测物表面的反射率分布和照明体各颜色通道光谱进行辐通量计算,得到照明体对应的目标辐通量;将目标辐通量转化成照明体各颜色通道的调光信号。
根据本发明实施例的另一方面,还提供了一种照明控制的装置,包括:接收模块,用于接收传感器检测到的待测物的身份识别标志,以及用户输入的参考光源色温和目标饱和度d;查询模块,用于使用身份识别标志从存储器中查询得到待测物表面的反射率分布;查询模块还用于使用参考光源色温从存储器中查询得到参考光源光谱、参考光源的色坐标和照明体各颜色通道光谱,其中,照明体为待测物提供可调色光源;计算模块,根据目标饱和度d、参考光源光谱、参考光源的色坐标、待测物表面的反射率分布和照明体各颜色通道光谱进行辐通量计算,得到照明体对应的目标辐通量;转换模块,用于将目标辐通量转化成照明体各颜色通道的调光信号。
根据本发明实施例的另一方面,还提供了一种照明控制的系统,该系统包括:存储器,用于存储照明体各颜色通道光谱、照明体的参考光源光谱、参考光源光谱色坐标和待测物表面的反射率分布;传感器,用于通过感应将身份识别标志传送给控制器,其中,所述身份识别标志关联待测物;控制器,用于接收传感器检测到的待测物的身份识别标志,以及用户输入的参考光源色温和目标饱和度d使用所述身份识别标志从存储器中查询得到所述待测物表面的反射率分布;使用所述参考光源色温从所述存储器中查询得到照明体的参考光源光谱、参考光源光谱色坐标和照明体各颜色通道光谱,根据所述目标饱和度d、所述照明体的参考光源光谱、参考光源光谱色坐标、待测物表面的反射率分布和照明体各颜色通道光谱进行辐通量计算,得到所述照明体对应的目标辐通量;将所述目标辐通量转化成所述照明体各颜色通道的调光信号;照明体,用于为所述待测物提供可调色光源。
在本发明实施例中,采用接收传感器检测到的待测物的身份识别标志,以及用户输入的参考光源色温和目标饱和度d;使用身份识别标志从存储器中查询得到待测物表面的反射率分布;使用参考光源色温从存储器中查询得到参考光源光谱、参考光源的色坐标和照明体各颜色通道光谱,其中,照明体为待测物提供可调色光源;根据目标饱和度d、参考光源光谱、参考光源的色坐标、待测物表面的反射率分布和照明体各颜色通道光谱进行辐通量计算,得到照明体对应的目标辐通量;将目标辐通量转化成照明体各颜色通道的调光信号。解决了现有的灯光控制技术只提高灯光本身的光色品质或只将灯光颜色更换为待测物的颜色,不能定量准确的增强被照待测物的色彩的技术问题,实现了定向准确的增加待测待测物颜色饱和度的效果。
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一的照明控制方法的流程图;
图2是根据本发明实施例一的待测物在固定光源下颜色范围的示意图;
图3是根据本发明实施例一的增加被照待测物颜色饱和度的系统框图;
图4是根据本发明实施例一的可选的照明控制方法的流程图;
图5是根据本发明实施例一的可选的用户软件界面的示意图;
图6是根据本发明实施例一皮包的反射率数据分布示意图;
图7是根据本发明实施例一的D65的光谱分布示意图;
图8是根据本发明实施例一的灯具四通道光谱分布示意图;
图9是根据本发明实施例一的皮包在四通道灯下的色域示意图;
图10是根据本发明实施例二的照明控制的装置结构示意图;以及
图11是根据本发明实施例三的照明控制系统的结构示意图。
具体实施方式
首先,在对本发明实施例进行描述的过程中出现的部分名词或术语适用于如下解释:
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1
根据本发明实施例,提供了一种照明控制的方法,图1是根据本发明实施例1的照明控制方法的流程图,如图1所示,该方法包括:
步骤S101,接收传感器检测到的待测物的身份识别标志,以及用户输入的参考光源色温和目标饱和度d。
具体的,上述身份识别标志可以置于待测物的表面,可以是条形码或二维码,每个身份识别标志对应一个待测物,上述目标饱和度d可以是待测物表面颜色的饱和度,可以是用户期望通过照明体的照射,待测物表面的颜色所达到的颜色饱和度。可以采用实施例三中的传感器通过感应将身份识别标志传送给控制器,其中,身份识别标志关联待测物。
步骤S103,使用身份识别标志从存储器中查询得到待测物表面的反射率分布光谱。
步骤S105,使用参考光源色温从存储器中查询得到照明体的参考光源光谱、参考光源的色坐标和照明体各颜色通道光谱,其中,照明体为待测物提供光源。
具体的,可以采用实施例三中的存储器预先存储光源各颜色通道光谱、参考光源光谱、参考光源色坐标和待测物表面的反射率分布,这里需要说明的是,步骤S101中用户输入的参考色温对应上述存储器中的光源光谱、参考光源光谱色坐标和光源各颜色通道光谱。
步骤S107,根据目标饱和度d、上述相应的参考光源光谱、参考光源光谱色坐标、待测物表面的反射率分布和光源各颜色通道光谱进行辐通量计算,得到照明体对应的目标辐通量。
步骤S109,将目标辐通量转化成照明体提供的各个颜色通道的调光信号。
具体的,上述各光源通道以上述辐通量照射待测物,上述待测物的颜色可以满足上述目标饱和度d。
本申请上述实施例中,使用事先存储的被照待测物表面反射率,照明体的光谱分布,和参考光源的色温来调节照明体输出光的光谱,使得在照明体输出光的照射下,待测物在参考灯光下的颜色的饱和度得到了增强的同时色调不改变,解决了现有的灯光控制技术只提高灯光本身的光色品质或简单的将灯光颜色更换为待测物的颜色,不能定量准确的增强被照待测物的色彩的问题。
可选的,步骤S107,根据目标饱和度d、上述相应的参考光源光谱、参考光源光谱色坐标、待测物表面的反射率分布和光源各颜色通道光谱进行辐通量计算,得到照明体对应的目标辐通量的步骤还可以包括:
步骤S201,通过计算获取目标色坐标,其中,目标色坐标是待测物达到目标饱和度d时所呈现的色坐标。
步骤S203,根据目标色坐标建立照明体对应的目标辐通量的计算模型。
步骤S205,根据照明体对应的目标辐通量的计算模型计算出目标辐通量。
具体的,上述目标辐通量的计算模型可以通过现有的成熟算法得到,上述目标辐通量即全局最优解。
可选的,步骤S201,通过计算获取目标色坐标的步骤包括:
步骤S301,计算出待测物在参考光源光谱下的色坐标(xo,yo)。
具体的,上述参考光源光谱可以是用户预先存储在存储器中,也可以是用户实时输入到系统中,这里需要说明的是,上述色坐标可以是CIE1931xy色坐标,CIE1960uv色坐标,CIE1976Luv色坐标,CIE1976Lab色坐标等。这里采用CIE1931xy色坐标。
步骤S303,计算出待测物在光源下能达到的最大饱和度的色坐标
步骤S305,根据待测物在参考光源光谱下的色坐标(xo,yo)、最大饱和度的色坐标和目标饱和度d计算出目标色坐标(x’o,y’o)。
可选的,步骤S301中计算出待测物在参考光源光谱下的色坐标(xo,yo)的步骤可以包括:
步骤S400,通过如下公式计算得到待测物在参考光源下颜色的三刺激值,分别表示为Xo,Yo,Zo。
其中,r(λ)是待测物表面的反射率分布,s(λ)是参考光源光谱,是CIE人眼三刺激值函数。待测物的反射率分布可以由用户实际测得然后输入设备,或者采用事先存在存储器中的该种待测物的标准反射率分布。参考光源的光谱使用不同色温的标准照明体的光谱,色温由用户选择,参考光源的光谱也可以由用户手动输入。
通过色度学的XYZ->CIE1931xy的转换公式,由待测物颜色的三刺激值XYZ转换得到(xo,yo).
可选的,步骤S303,计算出待测物在可调色光源下能达到的最大饱和度的色坐标的步骤包括:
步骤S501,从存储器中获取参考光源光谱色坐标(xr,yr)。
步骤S503,根据待测物在参考光源光谱下的色坐标(xo,yo)、参考光源光谱的色坐标(xr,yr)、待测物表面的反射率分布和光源各颜色通道光谱计算出待测物在参考光源下能达到的最大饱和度的色坐标
具体的,结合图2所示,图2为由R,G,B三个点连线围成的待测物颜色范围即表示此光源所能渲染的待测物的颜色值的坐标点只能落在R,G,B三点连线围成的三角形内。上述三角形可以为一个色域,上述色域可以由照明灯提供的光源各颜色通道光谱和待测物表面的反射光谱计算得出,(xo,yo)为待测物在参考光源光谱下的色坐标,(xr,yr)为参考光源光谱的色坐标,由色度学可知,在待测物在参考光源光谱下的色坐标(xo,yo)和参考光源光谱的色坐标(xr,yr)的连线上所有的颜色色相一致,颜色点离参考灯光颜色越远,该颜色的饱和度就越高。从图2中可见待测物在参考光源下能达到的最大饱和度的色坐标是(xo,yo)和(xr,yr)的连线和上述三角形颜色范围的交点,所以可以根据由(xo,yo)和(xr,yr)的连线和上述色域构建函数计算上述待测物在参考光源下能达到的最大饱和度的色坐标这里的饱和度增加的水平被认为是100%。
可选的,步骤S305中的根据待测物在参考光源光谱下的色坐标(xo,yo)和最大饱和度的色坐标以及目标饱和度d计算出目标色坐标(x′o,y′o)的步骤可以包括:
步骤S601,通过如下公式计算得到目标色坐标(x′o,y′o),
其中,d是目标饱和度。
具体的,d为可以用户期望增加的饱和度水平,可以用百分数表示。
可选的,步骤S203,根据目标色坐标建立照明体对应的目标辐通量的计算模型可以包括:
建立三个约束条件对辐通量向量p的取值范围进行限定,其中上述约束条件包括:
约束条件一:照明体各颜色通道的总辐通量大于0。
约束条件二:照明体各颜色通道的光通量不大于该通道的最大光通量。
约束条件三:待测物的在照明体提供的可调色光源下的色坐标(x,y)向量能够与(x′o,y′o)进行匹配。
有多个辐通量向量p的解在被限定的取值范围内,通过建立最大化所有颜色通道的总光通量的目标在限定的取值范围内寻找最优解。该过程由建立求解一个线性规划问题实现。
这里需要说明的是,这里目标可以是任何一个与辐通量向量p有关的线性或非线性目标方程。比如最大化所有颜色通道的总光通量,最大化光效,最大化CRI等。在限定的取值范围内决定最优解的过程可以通过建立线性规划问题来实现,或者由其他方法来实现,比如在取值范围内遍历所有有效解寻找最优解等。
具体的,上述计算模型可通过下列描述推导得出:
每个通道的光通量Φi与辐通量满足以下关系式:
Φi=Φvi·pi,i=1,…,n
其中pi是向量p的第i个分量,Φvi是第i个通道1W的辐通量转换的光通量,由下式积分得出。
其中,km是个常数,为673。是第i个颜色通道的相对光谱分布,v(λ)是人眼明视觉光谱光效分布。这里需要说明的是,上述照明体提供的各光源的不同颜色通道的光谱可以由用户事先测得然后输入设备。
因此最大化即可得目标方程。
令Φvi·pi小于等于第i个通道的最大光通量,即可得到第二个约束条件。
同时,由现有的色度学公式,在一个照明体下的待测物表面颜色的CIE1931xy坐标可以表示为:
其中,向量ax表示向量ay表示向量az表示如果光源有n个颜色通道,则p,az,ay,az都是n×1的向量。
它和目标色坐标(x′o,y′o)之间的距离由Δxy来表示。Δxy的定义如下。
代入式(1-2),式(3)可以变成:
其中,
k1=(1-x′o)ax-x′oay-x′oaz,
k2=-y′oax+(1-y′o)ay-y′oaz,
k3=ax+ay+az。
观察公式(4)可知令分式的分子等于0即可,即此时,我们可以设立另一个目标来建立优化问题。这里我们以最大化光通量为优化目标为例,优化问题可以建立为
Φvi·pi≤Φi,max,i=1,2,…,n。
其中Φi,max表示第i个颜色通道最大的光通量。约束条件一[1,…,1]p>0限定光源的总辐通量必须大于0,约束条件二Φvi·pi≤Φi,max限定各颜色通道的光通量不能大于该颜色通道的最大光通量,约束条件三限定待测物的色坐标xy向量能够与(x’o,y’o)进行匹配,优化问题的形式是线性优化问题,这种优化问题可以通过现有的成熟算法得到全局最优解。
下面就本申请在具体应用场景下进行详细描述:
这个发明专利包括以下方法和步骤:
本系统包括一个颜色可调光源,传感器,存储器和控制器。光源中包含二种或二种以上颜色的发光体,比如发光二级管(LED)。光源中的每组同色发光体用同一个电流或电压信号控制。在这里称光源中一个或多个相同颜色的发光体为一个颜色通道。
事先测得待测物表面的反射率分布和照明光源中每个颜色通道的光谱分布。待测物表面的反射率分布和照明光源每个颜色通道的光谱分布存在存储器当中。目标待测物表面有身份识别标志,比如条形码,传感器通过感应身份识别标志将信号传给控制器。控制器在存储器中调出相应的待测物表面反射率数据和照明光源各颜色通道的光谱分布数据。控制器接收用户传来的参考灯光色温值和期望增加的饱和度水平,然后在存储器中调出相应的参考灯光光谱,实现如下算法,最后计算出调光信号传给光源的各颜色通道。系统框图如图3所示。
根据现有色度学公式,对于在一个照明体下的待测物,它表面颜色的三刺激值CIEXYZ可由待测物表面反射光谱,CIE人眼三刺激值函数,各通路相对光谱分布和辐通量向量p来表示。
根据现有色度学公式,可将CIE XYZ的表达式转换成CIE1931xy色坐标的表达式。实际上当光源有n个颜色通道,在此光源照射下的待测物的颜色可以看作是待测物在光源中每个单色颜色通道的照射下达到的各颜色的混合。因此CIE1931xy色度图上,在只有一个光源的情况下,所能达到的待测物颜色点只能在待测物分别被n个颜色通道照射下的颜色点组成的色域内。同时,当被照待测物反射率和光源光谱确定,此待测物在此光源下的颜色范围也是确定的。比如光源由红绿蓝三种颜色LED组成,R,G,B分别表示被照待测物在白光LED,红光LED,绿光LED,蓝光LED照射下的颜色值。图2显示由R,G,B三个点连线围成的待测物颜色范围。即表示此光源所能渲染的待测物的颜色值的坐标点只能落在R,G,B三点连线围成的三角形内。设待测物在参考灯光下颜色的CIE1931xy色坐标为(xo,yo),将参考灯光光谱能量分布和待测物反射率分布代入式(1-5)则可得到(xo,yo)。由色度学我们可知,在参考灯光颜色点(xr,yr)和待测物颜色点(xo,yo)的连线上所有的颜色点色相一致。颜色点离参考灯光颜色越远,该颜色的饱和度就越高。点表示在此光源下待测物所能达到最大饱和度的颜色点。不难看出点应是(xr,yr)和(xo,yo)的连线和上述三角形颜色范围的交点,如图2所示。
这里点的饱和度增加的水平被认为为100%。设d为期望增加的饱和度水平,用百分数表示。设期望达到的颜色色坐标为(x’o,y’o),则(x’o,y’o)可以用下式计算。
建立三个约束条件对辐通量向量p的取值范围进行限定。其中所述约束条件包括:
约束条件一:照明体各颜色通道的总辐通量大于0。
约束条件二:照明体各颜色通道的光通量不大于该通道的最大光通量。
约束条件三:待测物的在照明体提供的光源下的色坐标(x,y)向量能够与(x′o,y′o)进行匹配。
有多个辐通量向量p的解在被限定的取值范围内,通过建立最大化所有颜色通道的总光通量的目标在限定的取值范围内寻找最优解。该过程由建立一个线性规划问题实现。
这里需要说明的是,这里目标可以是任何一个与辐通量向量p有关的目标方程。比如最大化所有颜色通道的总光通量,最大化光效,最大化CRI等。在限定的取值范围内决定最优解的过程可以通过建立线性规划问题来实现,或者由其他方法来实现,比如在取值范围内遍历所有有效解寻找最优解等。
每个通道的光通量Φi与辐通量满足以下关系式:Φi=Φvi·pi,i=1,…,n其中Φvi是第i个通道1W的辐通量转换的光通量,pi是向量p的第i个分量。
因此最大化即可得目标方程。
令Φvi·pi小于等于第i个通道的最大光通量,即可得到第二个约束条件。
同时,由现有的色度学公式,在一个照明体下的待测物表面颜色的xy色坐标向量可由待测物表面反射函数,CIE人眼三刺激值函数,该照明体各通道的相对光谱分布和辐通量向量p来表示。令该xy色坐标表达式等于目标色坐标向量(x’o,y’o),即可得到第三个约束条件。得到各颜色通道的辐通量最优解后,各个通道的光通量Φi可由Φi=Φvi·pi,i=1,…,n计算得出。由发光体的特性可由Φi计算每个颜色通道的调光信号。比如LED芯片在稳定的状态下电流值与光通量成正比关系,由事先标定的比例系数可由Φi计算出第i个通道的调光信号值。以上介绍的方法流程图见图4。具体为:
步骤10,接收用户传来的参考光源色温和期望增加的饱和度水平。
步骤20,调出待测物反射率光谱,光源各颜色通道光谱和参考光源光谱。
步骤30,计算待测物在参考灯光下的最大饱和度颜色点的坐标值。
步骤40,根据期望增加的饱和度水平计算出目标颜色点的坐标值。
步骤50,建立求解优化问题14,求得各通道辐通量。
步骤60,将各通道辐通量转化成各通道的调光信号。
本发明欲保护的核心创新点包括:
一种通过调节照明光源的光谱来增加被照待测物颜色饱和度的系统和方法。这种系统和方法在取得光源各颜色通道的光谱,参考光源的光谱和被照待测物的反射率函数后,根据用户期望的饱和度增加水平,建立线性优化问题,计算出最优的调光信号,调节光源的灯光光谱,使得被照待测物在参考灯光下的颜色饱和度得到增强的同时颜色色相不发生改变
本发明具有以下优点:
根据所选参考灯光色温和期望饱和度增加水平自动调节照明光源的光谱,操作简单。可以达到被照待测物在参考灯光下颜色鲜艳度得到增强的效果,并且使被照待测物的颜色色相精确地和在参考灯光下的颜色色相保持一致。
下面以皮包在照明灯下为例进行详细阐述:
待测物的反射率光谱可以由用户实际测得然后输入设备,或者采用事先存在存储器中的该种待测物的标准反射率光谱。照明灯具各颜色通道的光谱由用户事先测得然后输入设备。不同色温参考光源的光谱使用不同色温的标准照明体的光谱,色温由用户选择。参考光源的光谱也可以由用户手动输入。如图5所示,图5可以为用户选择照明体色温参考光源光谱的软件界面示意图。
一旦用户选定参考光源的光谱和被照待测物的反射率,则被照待测物的真实颜色可以计算得到,这里由CIE1931xy色坐标来表示。如下表格1所示,表格1是皮包在不同参考光源下达到的色坐标。
表格1:待测物在不同色温的光源下的真实颜色
新的目标颜色是在待测物的真实颜色的基础上由饱和度增加水平d得到,这里d的数值范围由0%~100%,由用户决定。
以皮包为例,增强待测物颜色鲜艳度的方法流程如下:
1.用户选择皮包的反射率,照明光源光谱和参考光源。假设用户选择了6500K的参考光源,则皮包的真实颜色的xy色坐标是(0.3455,0.3374)。皮包反射率数据如图6所示。设照明灯具有WRGB(white,red,green,blue)四个通道。参考光源和照明灯具四个通道的光谱如图7和图8所示。
2.由灯具四通道的光谱和待测物反射率光谱算出待测物在该灯下的色域,如图9所示。其中色域由三角形围出,R代表D65参考光源的色坐标点,坐标为(0.3127,0.3290),O代表皮包在D65参考光源下的色坐标点,坐标为(0.3455,0.3374),O*代表皮包在此照明灯具下所能达到最大饱和度的颜色点,坐标为(0.5783,0.3972)。
3.设用户界面传来的饱和度水平为20%,目标颜色点等于[0.3455,0.3374]+([0.5783,0.3972]-[0.3455,0.3374])*0.2=[0.3920,0.3494]。
4.根据目标颜色点的色坐标计算k1,k2,k3,建立优化问题(14)。这里,k1=[0.3899,1.8063,-0.9731,-1.9757]T,k2=[0.2602,-0.27000,-1.6757,-2.5521]T,
k3=[5.9001,5.9449,4.6202,8.1643]T,四个通道每1W辐通量转为的光通量是[311,174,482,46.4](分别对应WRGB),每个通道的最大光通量为[205.9,24.3,51.2,6.4](分别对应WRGB)。
5.解优化问题(14)得最优解辐通量向量为[0.6621,0.0578,0.1062,0.1311](分别对应WRGB)。转化为四个通道的PWM调光信号为(99%,40%,100%,94%)(分别对应WRGB)。
据以上流程可以得到待测物在不同参考光源下不同饱和度水平对应的PWM值,这里以6500K参考光源为例,给出表1中四个待测物在四个不同饱和度水平下对应的PWM值
表格2:对应不同待测物在6500K参考光源下不同饱和度水平的PWM调光信号
实施例2
根据本发明实施例,还提供了一种照明控制的装置,如图10所示,该装置包括:
接收模块901,用于接收传感器检测到的待测物的身份识别标志,以及用户输入的参考光源色温和目标饱和度d;
具体的,上述身份识别标志可以置于待测物的表面,可以是条形码或二维码,每个身份识别标志对应一个待测物,上述目标饱和度d可以是待测物表面颜色的饱和度,可以是用户期望通过照明体的照射,待测物表面的颜色所达到的颜色饱和度。可以采用实施例三中的传感器通过感应将身份识别标志传送给控制器,其中,身份识别标志关联待测物。
查询模块903,用于使用身份识别标志从存储器中查询得到待测物表面的反射率分布;还用于使用参考光源色温从存储器中查询得到照明体的参考光源光谱、参考光源光谱色坐标和光源各颜色通道光谱,其中,照明体为待测物提供光源;
具体的,可以采用实施例三中的存储器预先存储光源各颜色通道光谱、参考光源光谱、参考光源色坐标和待测物表面的反射率分布,这里需要说明的是,步骤S101中用户输入的参考色温对应上述存储器中的光源光谱、参考光源光谱色坐标和光源各颜色通道光谱。
计算模块905,根据目标饱和度d、相应的参考光源光谱、参考光源光谱色坐标、待测物表面的反射率分布和光源各颜色通道光谱进行辐通量计算,得到照明体对应的目标辐通量。
转换模块907,用于将目标辐通量转化成所述照明体各颜色通道的调光信号。
具体的,上述照明体的各个颜色通道可以按照上述辐通量照射待测物,上述待测物的颜色可以满足上述目标饱和度d。
本申请上述实施例中,上述四个模块相结合使用事先存储的被照待测物表面反射率,照明体的光谱分布,和参考光源的色温来调节照明体输出光的光谱,使得在照明体输出光的照射下,待测物在参考灯光下的颜色的饱和度得到了增强的同时色调不改变,解决了现有的灯光控制技术只提高灯光本身的光色品质或简单的将灯光颜色更换为待测物的颜色,不能定量准确的增强被照待测物的色彩的问题。
可选的,上述计算模块905还可以包括:
第一子计算模块9051,用于通过计算获取目标色坐标,其中,目标色坐标是待测物达到目标饱和度d时所呈现的色坐标;
模型建立模块9052,用于根据目标色坐标建立照明体对应的目标辐通量的计算模型;
第二子计算模块9053,用于根据照明体对应的目标辐通量的计算模型计算出目标辐通量。
具体的,上述目标辐通量的计算模型可以通过现有的成熟算法得到,上述目标辐通量即全局最优解。
具体的,上述第一子计算模块9051还可以包括:
第三子计算模块1001,用于计算出待测物在参考光源光谱下的色坐标(xo,yo)。
具体的,上述参考光源光谱可以是用户预先存储在存储器中,也可以是用户实时输入到系统中。
第四子计算模块1003,用于计算出待测物在光源下能达到的最大饱和度的色坐标
第五子计算模块1005,根据待测物在参考光源光谱下的色坐标和最大饱和度的色坐标以及目标饱和度d计算出目标色坐标(x’o,y’o)。
可选的,上述第三子计算模块1001可以用于通过如下公式计算得到(xo,yo):
根据现有色度学公式,对于在一个照明体下的待测物,它表面颜色的三刺激值CIEXYZ可由待测物表面反射光谱,CIE人眼三刺激值函数,标准光源光谱分布计算得到。根据现有色度学公式,可将CIE XYZ值转换成CIE1931xy色坐标(xo,yo),具体的,待测物的反射率光谱可以由用户实际测得然后输入设备,或者采用事先存在存储器中的该种待测物的标准反射率光谱。照明体提供的各光源的不同颜色通道的光谱可以由用户事先测得然后输入设备,不同色温参考光源的光谱使用不同色温的标准照明体的光谱,色温由用户选择,参考光源的光谱也可以由用户手动输入。
可选的,上述第四子计算模块1003计算出待测物在光源下能达到的最大饱和度的色坐标的步骤可以包括:
从存储器中获取参考光源光谱色坐标(xr,yr);
根据待测物在参考光源光谱下的色坐标(xo,yo)、参考光源光谱的色坐标(xr,yr)、参考光源光谱、待测物表面的反射率分布和光源各颜色通道光谱计算出待测物在参考光源下能达到的最大饱和度的色坐标
具体的,结合图2所示,图2为由R,G,B三个点连线围成的待测物颜色范围即表示此光源所能渲染的待测物的颜色值的坐标点只能落在R,G,B三点连线围成的三角形内。上述三角形可以为一个色域,上述色域可以由照明灯提供的光源各颜色通道光谱和待测物表面的反射光谱计算得出,(xo,yo)为待测物在参考光源光谱下的色坐标,(xr,yr)为参考光源光谱的色坐标,由色度学可知,在待测物在参考光源光谱下的色坐标(xo,yo)和参考光源光谱的色坐标(xr,yr)的连线上所有的颜色色相一致,颜色点离参考灯光颜色越远,该颜色的饱和度就越高。从图2中可见待测物在参考光源下能达到的最大饱和度的色坐标是(xo,yo)和(xr,yr)的连线和上述三角形颜色范围的交点,所以可以根据由(xo,yo)和(xr,yr)的连线和上述色域构建函数计算上述待测物在参考光源下能达到的最大饱和度的色坐标这里的饱和度增加的水平被认为是100%。
可选的,上述第一子计算模块9051可以通过如下公式计算得到目标色坐标(x’o,y’o),
其中,d是目标饱和度。
具体的,d为可以用户期望增加的饱和度水平,可以用百分数表示。
可选的,上述目标辐通量的计算模型可以建立为:
建立至少三个约束条件对辐通量向量p的取值范围进行限定。其中所述约束条件包括:
约束条件一:照明体各颜色通道的总辐通量大于0。
约束条件二:照明体各颜色通道的光通量不大于该通道的最大光通量。
约束条件三:待测物的在照明体提供的可调色光源下的色坐标(x,y)向量能够与(x′o,y′o)进行匹配。
有多个辐通量向量p的解在被限定的取值范围内,通过建立最大化所有颜色通道的总光通量的目标在限定的取值范围内寻找最优解。该过程由建立一个线性规划问题实现。
注意,这里目标可以是任何一个与辐通量向量p有关的目标方程。比如最大化所有颜色通道的总光通量,最大化光效,最大化CRI等。
这里还需注意的是,在限定的取值范围内决定最优解的过程可以通过建立线性规划问题来实现,或者由其他方法来实现,比如在取值范围内遍历所有有效解寻找最优解等。
每个通道的光通量Φi与辐通量满足以下关系式:Φi=Φxi·pi,i=1,…,n其中Φvi是第i个通道1W的辐通量转换的光通量,pi是向量p的第i个分量。
因此最大化即可得目标方程。
令Φvi·pi小于等于第i个通道的最大光通量,即可得到第二个约束条件。
同时,由现有的色度学公式,在一个照明体下的待测物表面颜色的CIE XYZ三刺激值可由待测物表面反射函数,CIE人眼三刺激值函数,该照明体各通道的相对光谱分布和辐通量向量p来表示。
由现有的色度学公式,XYZ表达式可转换成待测物表面颜色的CIE1931xy表达式,令该xy色坐标表达式等于目标色坐标向量(x’o,y’o),即可得到第三个约束条件。
下面就本申请在具体应用场景下进行详细描述:
这个发明专利包括以下方法和步骤:
本系统包括一个颜色可调光源,传感器,存储器和控制器。光源中包含二种或二种以上颜色的发光体,比如发光二级管(LED)。光源中的每组同色发光体用同一个电流或电压信号控制。在这里称光源中一个或多个相同颜色的发光体为一个颜色通道。
事先测得待测物表面的反射率分布和照明光源中每个颜色通道的光谱分布。待测物表面的反射率分布和照明光源每个颜色通道的光谱分布存在存储器当中。目标待测物表面有身份识别标志,比如条形码,传感器通过感应身份识别标志将信号传给控制器。控制器在存储器中调出相应的待测物表面反射率数据和照明光源各颜色通道的光谱分布数据。控制器接收用户传来的参考灯光色温值和期望增加的饱和度水平,然后在存储器中调出相应的参考灯光光谱,实现如下算法,最后计算出调光信号传给光源的各颜色通道。系统框图如图3所示。
根据现有色度学公式,对于在一个照明体下的待测物,它表面颜色的三刺激值CIEXYZ可由待测物表面反射光谱,CIE人眼三刺激值函数,各通路相对光谱分布和辐通量向量p来表示。
根据现有色度学公式,可将CIE XYZ的表达式转换成CIE1931xy色坐标的表达式。实际上当光源有n个颜色通道,在此光源照射下的待测物的颜色可以看作是待测物在光源中每个单色颜色通道的照射下达到的各颜色的混合。因此CIE1931xy色度图上,在只有一个光源的情况下,所能达到的待测物颜色点只能在待测物分别被n个颜色通道照射下的颜色点组成的色域内。同时,当被照待测物反射率和光源光谱确定,此待测物在此光源下的颜色范围也是确定的。比如光源由红绿蓝三种颜色LED组成,R,G,B分别表示被照待测物在白光LED,红光LED,绿光LED,蓝光LED照射下的颜色值。图2显示由R,G,B三个点连线围成的待测物颜色范围。即表示此光源所能渲染的待测物的颜色值的坐标点只能落在R,G,B三点连线围成的三角形内。设待测物在参考灯光下颜色的CIE1931xy色坐标为(xo,yo),将参考灯光光谱能量分布和待测物反射率分布代入式(1-5)则可得到(xo,yo)。由色度学我们可知,在参考灯光颜色点(xr,yr)和待测物颜色点(xo,yo)的连线上所有的颜色点色相一致。颜色点离参考灯光颜色越远,该颜色的饱和度就越高。点表示在此光源下待测物所能达到最大饱和度的颜色点。不难看出点应是(xr,yr)和(xo,yo)的连线和上述三角形颜色范围的交点,如图2所示。
这里点的饱和度增加的水平被认为为100%。设d为期望增加的饱和度水平,用百分数表示。设期望达到的颜色色坐标为(x’o,y’o),则(x’o,y’o)可以用下式计算。
建立三个约束条件对辐通量向量p的取值范围进行限定。其中所述约束条件包括:
约束条件一:照明体各颜色通道的总辐通量大于0。
约束条件二:照明体各颜色通道的光通量不大于该通道的最大光通量。
约束条件三:待测物的在照明体提供的光源下的色坐标(x,y)向量能够与(x′o,y′o)进行匹配。
有多个辐通量向量p的解在被限定的取值范围内,通过建立最大化所有颜色通道的总光通量的目标在限定的取值范围内寻找最优解。该过程由建立一个线性规划问题实现。
这里需要说明的是,这里目标可以是任何一个与辐通量向量p有关的目标方程。比如最大化所有颜色通道的总光通量,最大化光效,最大化CRI等。在限定的取值范围内决定最优解的过程可以通过建立线性规划问题来实现,或者由其他方法来实现,比如在取值范围内遍历所有有效解寻找最优解等。
每个通道的光通量Φi与辐通量满足以下关系式:Φi=Φvi·pi,i=1,…,n其中Φvi是第i个通道1W的辐通量转换的光通量,pi是向量p的第i个分量。
因此最大化即可得目标方程。
令Φvi·pi小于等于第i个通道的最大光通量,即可得到第二个约束条件。
同时,由现有的色度学公式,在一个照明体下的待测物表面颜色的xy色坐标向量可由待测物表面反射函数,CIE人眼三刺激值函数,该照明体各通道的相对光谱分布和辐通量向量p来表示。令该xy色坐标表达式等于目标色坐标向量(x’o,y’o),即可得到第三个约束条件。得到各颜色通道的辐通量最优解后,各个通道的光通量Φi可由Φi=Φvi·pi,i=1,…,n计算得出。由发光体的特性可由Φi计算每个颜色通道的调光信号。比如LED芯片在稳定的状态下电流值与光通量成正比关系,由事先标定的比例系数可由Φi计算出第i个通道的调光信号值。以上介绍的方法流程图见图4。具体为:
步骤10,接收用户传来的参考光源色温和期望增加的饱和度水平。
步骤20,调出待测物反射率光谱,光源各颜色通道光谱和参考光源光谱。
步骤30,计算待测物在参考灯光下的最大饱和度颜色点的坐标值。
步骤40,根据期望增加的饱和度水平计算出目标颜色点的坐标值。
步骤50,建立求解优化问题14,求得各通道辐通量。
步骤60,将各通道辐通量转化成各通道的调光信号。
本发明欲保护的核心创新点包括:
一种通过调节照明光源的光谱来增加被照待测物颜色饱和度的系统和方法。这种系统和方法在取得光源各颜色通道的光谱,参考光源的光谱和被照待测物的反射率函数后,根据用户期望的饱和度增加水平,建立线性优化问题,计算出最优的调光信号,调节光源的灯光光谱,使得被照待测物在参考灯光下的颜色饱和度得到增强的同时颜色色相不发生改变
本发明具有以下优点:
根据所选参考灯光色温和期望饱和度增加水平自动调节照明光源的光谱,操作简单。可以达到被照待测物在参考灯光下颜色鲜艳度得到增强的效果,并且使被照待测物的颜色色相精确地和在参考灯光下的颜色色相保持一致。
下面以皮包在照明灯下为例进行详细阐述:
待测物的反射率光谱可以由用户实际测得然后输入设备,或者采用事先存在存储器中的该种待测物的标准反射率光谱。照明灯具各颜色通道的光谱由用户事先测得然后输入设备。不同色温参考光源的光谱使用不同色温的标准照明体的光谱,色温由用户选择。参考光源的光谱也可以由用户手动输入。如图5所示,图5可以为用户选择照明体色温参考光源光谱的软件界面示意图。
一旦用户选定参考光源的光谱和被照待测物的反射率,则被照待测物的真实颜色可以计算得到,这里由CIE1931xy色坐标来表示。如下表格1所示,表格1是皮包在不同参考光源下达到的色坐标。
表格1:待测物在不同色温的光源下的真实颜色
新的目标颜色是在待测物的真实颜色的基础上由饱和度增加水平d得到,这里d的数值范围由0%~100%,由用户决定。
以皮包为例,增强待测物颜色鲜艳度的方法流程如下:
1.用户选择皮包的反射率,照明光源光谱和参考光源。假设用户选择了6500K的参考光源,则皮包的真实颜色的xy色坐标是(0.3455,0.3374)。皮包反射率数据如图6所示。设照明灯具有WRGB(white,red,green,blue)四个通道。参考光源和照明灯具四个通道的光谱如图7和图8所示。
2.由灯具四通道的光谱和待测物反射率光谱算出待测物在该灯下的色域,如图9所示。其中色域由三角形围出,R代表D65参考光源的色坐标点,坐标为(0.3127,0.3290),O代表皮包在D65参考光源下的色坐标点,坐标为(0.3455,0.3374),O*代表皮包在此照明灯具下所能达到最大饱和度的颜色点,坐标为(0.5783,0.3972)。
3.设用户界面传来的饱和度水平为20%,目标颜色点等于[0.3455,0.3374]+([0.5783,0.3972]-[0.3455,0.3374])*0.2=[0.3920,0.3494]。
4.根据目标颜色点的色坐标计算k1,k2,k3,建立优化问题(14)。这里,k1=[0.3899,1.8063,-0.9731,-1.9757]T,k2=[0.2602,-0.27000,-1.6757,-2.5521]T,
k3=[5.9001,5.9449,4.6202,8.1643]T,四个通道每1W辐通量转为的光通量是[311,174,482,46.4](分别对应WRGB),每个通道的最大光通量为[205.9,24.3,51.2,6.4](分别对应WRGB)。
5.解优化问题(14)得最优解辐通量向量为[0.6621,0.0578,0.1062,0.1311](分别对应WRGB)。转化为四个通道的PWM调光信号为(99%,40%,100%,94%)(分别对应WRGB)。
据以上流程可以得到待测物在不同参考光源下不同饱和度水平对应的PWM值,这里以6500K参考光源为例,给出表1中四个待测物在四个不同饱和度水平下对应的PWM值
表格2:对应不同待测物在6500K参考光源下不同饱和度水平的PWM调光信号
实施例3
根据本发明实施例,提供了一种照明控制的系统,如图11所示,该系统包括:
存储器1101,用于存储光源各颜色通道光谱、照明体的参考光源光谱、参考光源光谱色坐标和待测物表面的反射率分布;
传感器1103,用于通过感应将身份识别标志传送给控制器,其中,身份识别标志关联待测物;
具体的,上述身份识别标志可以置于待测物的表面,可以是条形码或二维码,每个身份识别标志对应一个待测物,上述目标饱和度d可以是待测物表面颜色的饱和度,可以是用户期望通过照明体的照射,待测物表面的颜色所达到的颜色饱和度。可以采用的传感器1103通过感应将身份识别标志传送给控制器,其中,身份识别标志关联待测物。
控制器1105,用于接收传感器检测到的待测物的身份识别标志,以及用户输入的参考光源色温和目标饱和度d使用身份识别标志从存储器中查询得到待测物表面的反射率分布;使用参考光源色温从存储器中查询得到照明体的参考光源光谱、参考光源光谱色坐标和光源各颜色通道光谱,根据目标饱和度d、相应的参考光源光谱、参考光源光谱色坐标、待测物表面的反射率分布和光源各颜色通道光谱进行辐通量计算,得到照明体对应的目标辐通量;将目标辐通量转化成照明体提供的各个光源通道的调光信号。
照明体1107,用于为待测物提供可调色光源。
具体的,可以采用实施例三中的存储器1101预先存储光源各颜色通道光谱、参考光源光谱、参考光源色坐标和待测物表面的反射率分布,这里需要说明的是,步骤S101中用户输入的参考色温对应上述存储器中的光源光谱、参考光源光谱色坐标和光源各颜色通道光谱。
本申请上述实施例中,控制器1105使用事先存储的被照待测物表面反射率,照明体的光谱分布,和参考光源的色温来调节照明体输出光的光谱,使得在照明体输出光的照射下,待测物在参考灯光下的颜色的饱和度得到了增强的同时色调不改变,解决了现有的灯光控制技术只提高灯光本身的光色品质或简单的将灯光颜色更换为待测物的颜色,不能定量准确的增强被照待测物的色彩的问题。
下面就本申请在具体应用场景下进行详细描述:
这个发明专利包括以下方法和步骤:
本系统包括一个颜色可调光源,传感器,存储器和控制器。光源中包含二种或二种以上颜色的发光体,比如发光二级管(LED)。光源中的每组同色发光体用同一个电流或电压信号控制。在这里称光源中一个或多个相同颜色的发光体为一个颜色通道。
事先测得待测物表面的反射率分布和照明光源中每个颜色通道的光谱分布。待测物表面的反射率分布和照明光源每个颜色通道的光谱分布存在存储器当中。目标待测物表面有身份识别标志,比如条形码,传感器通过感应身份识别标志将信号传给控制器。控制器在存储器中调出相应的待测物表面反射率数据和照明光源各颜色通道的光谱分布数据。控制器接收用户传来的参考灯光色温值和期望增加的饱和度水平,然后在存储器中调出相应的参考灯光光谱,实现如下算法,最后计算出调光信号传给光源的各颜色通道。系统框图如图3所示。
根据现有色度学公式,对于在一个照明体下的待测物,它表面颜色的三刺激值CIEXYZ可由待测物表面反射光谱,CIE人眼三刺激值函数,各通路相对光谱分布和辐通量向量p来表示。
根据现有色度学公式,可将CIE XYZ的表达式转换成CIE1931xy色坐标的表达式。实际上当光源有n个颜色通道,在此光源照射下的待测物的颜色可以看作是待测物在光源中每个单色颜色通道的照射下达到的各颜色的混合。因此CIE1931xy色度图上,在只有一个光源的情况下,所能达到的待测物颜色点只能在待测物分别被n个颜色通道照射下的颜色点组成的色域内。同时,当被照待测物反射率和光源光谱确定,此待测物在此光源下的颜色范围也是确定的。比如光源由红绿蓝三种颜色LED组成,R,G,B分别表示被照待测物在白光LED,红光LED,绿光LED,蓝光LED照射下的颜色值。图2显示由R,G,B三个点连线围成的待测物颜色范围。即表示此光源所能渲染的待测物的颜色值的坐标点只能落在R,G,B三点连线围成的三角形内。设待测物在参考灯光下颜色的CIE1931xy色坐标为(xo,yo),将参考灯光光谱能量分布和待测物反射率分布代入式(1-5)则可得到(xo,yo)。由色度学我们可知,在参考灯光颜色点(xr,yr)和待测物颜色点(xo,yo)的连线上所有的颜色点色相一致。颜色点离参考灯光颜色越远,该颜色的饱和度就越高。点表示在此光源下待测物所能达到最大饱和度的颜色点。不难看出点应是(xr,yr)和(xo,yo)的连线和上述三角形颜色范围的交点,如图2所示。
这里点的饱和度增加的水平被认为为100%。设d为期望增加的饱和度水平,用百分数表示。设期望达到的颜色色坐标为(x’o,y’o),则(x’o,y’o)可以用下式计算。
建立三个约束条件对辐通量向量p的取值范围进行限定。其中所述约束条件包括:
约束条件一:照明体各颜色通道的总辐通量大于0。
约束条件二:照明体各颜色通道的光通量不大于该通道的最大光通量。
约束条件三:待测物的在照明体提供的光源下的色坐标(x,y)向量能够与(x′o,y′o)进行匹配。
有多个辐通量向量p的解在被限定的取值范围内,通过建立最大化所有颜色通道的总光通量的目标在限定的取值范围内寻找最优解。该过程由建立一个线性规划问题实现。
这里需要说明的是,这里目标可以是任何一个与辐通量向量p有关的目标方程。比如最大化所有颜色通道的总光通量,最大化光效,最大化CRI等。在限定的取值范围内决定最优解的过程可以通过建立线性规划问题来实现,或者由其他方法来实现,比如在取值范围内遍历所有有效解寻找最优解等。
每个通道的光通量Φi与辐通量满足以下关系式:Φi=Φvi·pi,i=1,…,n其中Φvi是第i个通道1W的辐通量转换的光通量,pi是向量p的第i个分量。
因此最大化即可得目标方程。
令Φvi·pi小于等于第i个通道的最大光通量,即可得到第二个约束条件。
同时,由现有的色度学公式,在一个照明体下的待测物表面颜色的xy色坐标向量可由待测物表面反射函数,CIE人眼三刺激值函数,该照明体各通道的相对光谱分布和辐通量向量p来表示。令该xy色坐标表达式等于目标色坐标向量(x’o,y’o),即可得到第三个约束条件。得到各颜色通道的辐通量最优解后,各个通道的光通量Φi可由Φi=Φvi·pi,i=1,…,n计算得出。由发光体的特性可由Φi计算每个颜色通道的调光信号。比如LED芯片在稳定的状态下电流值与光通量成正比关系,由事先标定的比例系数可由Φi计算出第i个通道的调光信号值。以上介绍的方法流程图见图4。具体为:
步骤10,接收用户传来的参考光源色温和期望增加的饱和度水平。
步骤20,调出待测物反射率光谱,光源各颜色通道光谱和参考光源光谱。
步骤30,计算待测物在参考灯光下的最大饱和度颜色点的坐标值。
步骤40,根据期望增加的饱和度水平计算出目标颜色点的坐标值。
步骤50,建立求解优化问题14,求得各通道辐通量。
步骤60,将各通道辐通量转化成各通道的调光信号。
本发明欲保护的核心创新点包括:
一种通过调节照明光源的光谱来增加被照待测物颜色饱和度的系统和方法。这种系统和方法在取得光源各颜色通道的光谱,参考光源的光谱和被照待测物的反射率函数后,根据用户期望的饱和度增加水平,建立线性优化问题,计算出最优的调光信号,调节光源的灯光光谱,使得被照待测物在参考灯光下的颜色饱和度得到增强的同时颜色色相不发生改变
本发明具有以下优点:
根据所选参考灯光色温和期望饱和度增加水平自动调节照明光源的光谱,操作简单。可以达到被照待测物在参考灯光下颜色鲜艳度得到增强的效果,并且使被照待测物的颜色色相精确地和在参考灯光下的颜色色相保持一致。
下面以皮包在照明灯下为例进行详细阐述:
待测物的反射率光谱可以由用户实际测得然后输入设备,或者采用事先存在存储器中的该种待测物的标准反射率光谱。照明灯具各颜色通道的光谱由用户事先测得然后输入设备。不同色温参考光源的光谱使用不同色温的标准照明体的光谱,色温由用户选择。参考光源的光谱也可以由用户手动输入。如图5所示,图5可以为用户选择照明体色温参考光源光谱的软件界面示意图。
一旦用户选定参考光源的光谱和被照待测物的反射率,则被照待测物的真实颜色可以计算得到,这里由CIE1931xy色坐标来表示。如下表格1所示,表格1是皮包在不同参考光源下达到的色坐标。
表格1:待测物在不同色温的光源下的真实颜色
新的目标颜色是在待测物的真实颜色的基础上由饱和度增加水平d得到,这里d的数值范围由0%~100%,由用户决定。
以皮包为例,增强待测物颜色鲜艳度的方法流程如下:
1.用户选择皮包的反射率,照明光源光谱和参考光源。假设用户选择了6500K的参考光源,则皮包的真实颜色的xy色坐标是(0.3455,0.3374)。皮包反射率数据如图6所示。设照明灯具有WRGB(white,red,green,blue)四个通道。参考光源和照明灯具四个通道的光谱如图7和图8所示。
2.由灯具四通道的光谱和待测物反射率光谱算出待测物在该灯下的色域,如图9所示。其中色域由三角形围出,R代表D65参考光源的色坐标点,坐标为(0.3127,0.3290),O代表皮包在D65参考光源下的色坐标点,坐标为(0.3455,0.3374),O*代表皮包在此照明灯具下所能达到最大饱和度的颜色点,坐标为(0.5783,0.3972)。
3.设用户界面传来的饱和度水平为20%,目标颜色点等于[0.3455,0.3374]+([0.5783,0.3972]-[0.3455,0.3374])*0.2=[0.3920,0.3494]。
4.根据目标颜色点的色坐标计算k1,k2,k3,建立优化问题(14)。这里,k1=[0.3899,1.8063,-0.9731,-1.9757]T,k2=[0.2602,-0.27000,-1.6757,-2.5521]T,
k3=[5.9001,5.9449,4.6202,8.1643]T,四个通道每1W辐通量转为的光通量是[311,174,482,46.4](分别对应WRGB),每个通道的最大光通量为[205.9,24.3,51.2,6.4](分别对应WRGB)。
5.解优化问题(14)得最优解辐通量向量为[0.6621,0.0578,0.1062,0.1311](分别对应WRGB)。转化为四个通道的PWM调光信号为(99%,40%,100%,94%)(分别对应WRGB)。
据以上流程可以得到待测物在不同参考光源下不同饱和度水平对应的PWM值,这里以6500K参考光源为例,给出表1中四个待测物在四个不同饱和度水平下对应的PWM值
表格2对应不同待测物在6500K参考光源下不同饱和度水平的PWM调光信号
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
需要说明的是,对于前述的各方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本发明并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本发明,某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置,可通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、移动终端、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
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。