CN104703335A - 照明控制的方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种照明控制的方法、装置及系统。其中，该方法包括：接收用户输入的参考光源色温、待测物表面的反射率类型和照明体光谱类型；使用待测物表面的反射率类型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、参考光源色坐标，使用照明体光谱类型从存储器中查询得到照明体各颜色通道光谱；根据照明体的参考光源光谱等参数进行辐通量计算，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。本申请实现了在增强待测物表面颜色饱和度的同时，照明体输出光为白光，从而使待测物周围待测物颜色不失真的效果。

Description

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(color accuracy)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，而且在提高待测物颜色饱和度的同时使得待测物周围的待测物颜色失真。

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饱和度而且同时使待测物周围待测物颜色失真的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种照明控制的方法、装置及系统，以解决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饱和度而且同时使待测物周围待测物颜色失真的 问题。

为了实现上述目的，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，该方法包括：接收用户输入的参考光源色温、待测物表面的反射率类型和照明体光谱类型；使用待测物表面的反射率类型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、参考光源色坐标，使用照明体光谱类型从存储器中查询得到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；根据照明体的参考光源光谱、参考光源色坐标、待测物表面的反射率分布光谱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，该装置包括：接收模块，用于接收用户输入的参考光源色温、待测物表面的反射率类型和照明体光谱类型；查询模块，用于使用待测物表面的反射率类型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照明体的参考光源光谱、参考光源色坐标，使用照明体光谱类型从存储器中查询得到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，用于根据照明体的参考光源光谱、参考光源色坐标、待测物表面的反射率分布光谱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、参考光源色坐标和待测物表面的反射率分布光谱；控制器，用于接收用户输入的参考光源色温、待测物表面的反射率类型和照明体光谱类型，使用测物表面的反射率类型从存储器中查询得到待测物表面的反射率分布光谱；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、参考光源色坐标，使用照明体光谱类型从存储器中查询得到照明体各颜色通道光谱，根据参考光源、参考光源色坐标、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提供的各个颜色通道的调光信号。照明体，用于为待测物提供可调色光源。

在本发明实施例中，采用接收用户输入的参考光源色温、待测物表面的反射率类型和照明体光谱类型；使用待测物表面的反射率类型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、参考光源色坐标，使用照明体光谱类型从存储器中查询得到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；根据照明体的参考光源光谱、参考光源色坐标、待 测物表面的反射率分布光谱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饱和度而且同时使待测物周围待测物颜色失真的问题，实现了在增强待测物表面颜色饱和度的同时，照明体输出光为白光，从而使待测物周围待测物颜色不失真的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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白光区域函数的示意图；

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带有白光约束的增加被照待测物颜色鲜艳度的系统框图；

图6是根据本发明实施例一的用户输入参考色温的软件界面示意图；

图7是根据本发明实施例一的皮包反射率的数据；

图8是根据本发明实施例一的D65的光谱分布示意图；

图9是根据本发明实施例一的照明体提供光源的四通道的光谱分布示意图；

图10是根据本发明实施例一的皮包在四通道灯下的色域的示意图；

图11是根据本发明实施例二的照明控制装置的结构示意图；以及

图12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

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。

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。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一的照明控制方法的流程图，如图1所示，该方法包括：

步骤S101，接收用户输入的参考光源色温、待测物表面的反射率类型和照明体光谱类型。

具体的，用户可以通过交互设备输入上述参考光源色温、待测物表面的反射率类型和照明体光谱类型，上述交互设备可以是一个遥控器，结合图6，用户可以通过使用遥控器对软件界面进行操作。

步骤S103，使用待测物表面的反射率类型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、参考光源色坐标，使用照明体光谱类型从存储器中查询得到光源各通道光谱，其中，照明体为待测物提供光源。

具体的，可以在存储器中预先存储光源各通道光谱、参考光源、参考光源色坐标和待测物表面的反射率分布光谱，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、参考光源色坐标和光源各通道光谱。

步骤S107，根据照明体的参考光源、参考光源色坐标、待测物表面的反射率分布光谱和光源各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，上述各颜色通道可以根据上述目标辐通量白光的形式照射待测物，上述待测物的颜色可以以最大化的改变本身的颜色饱和度而且上述待测物周围待测物颜色 色调不失真。

本申请上述实施例中，使用事先存储的待测待测物表面反射率分布，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约束为白光，待测物在上述白光的照射下颜色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饱和度而且同时使待测物周围待测物颜色失真的问题。

可选的，步骤S107，根据照明体的参考光源、参考光源色坐标、待测物表面的反射率分布光谱和照明体提供的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可以包括：

步骤S201，通过计算获取待测物在参考光源下的色坐标(x_o,y_o)；

具体的，上述参考光源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(x_o,y_o)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S203，通过计算获取待测物在可调色光源下能达到的最大饱和度的色坐标 

步骤S205，根据待测物在参考光源下的色坐标(x_o,y_o)、待测物在参考光源下能达到的最大饱和度色坐标光源各通道光谱和用户输入的目标饱和度水平建立照明体对应的目标辐通量的计算模型；

步骤S207，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，通过计算获取待测物在参考光源下的色坐标(x_o,y_o)的步骤可以包括：

步骤S300，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X_o，Y_o，Z_o。

$\begin{array}{c}{X}_o={\mathrm{\Σ}}_{\mathrm{\λ}}r\left(\mathrm{\λ}\right)s\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{x}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\Δ\λ};\\ Y_o={\mathrm{\Σ}}_{\mathrm{\λ}}r\left(\mathrm{\λ}\right)s\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{y}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\Δ\λ};\\ Z_o={\mathrm{\Σ}}_{\mathrm{\λ}}r\left(\mathrm{\λ}\right)s\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{z}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\Δ\λ};\end{array}$

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。物体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物体的标准反射率分布。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，由物体颜色的三刺激值XYZ转换得到(x_o,y_o)：

$\begin{array}{c}{x}_o=\frac{X_o}{X_o+Y_o+Z_o}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{\mathrm{\λ}}r\left(\mathrm{\λ}\right)s\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{x}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\Δ\λ}}{{\mathrm{\Σ}}_{\mathrm{\λ}}r\left(\mathrm{\λ}\right)s\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{x}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\Δ\λ}+{\mathrm{\Σ}}_{\mathrm{\λ}}r\left(\mathrm{\λ}\right)s\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{y}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\Δ\λ}+{\mathrm{\Σ}}_{\mathrm{\λ}}r\left(\mathrm{\λ}\right)s\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{z}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\Δ\λ}},\\ y_o=\frac{Y_o}{X_o+Y_o+Z_o}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{\mathrm{\λ}}r\left(\mathrm{\λ}\right)s\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{y}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\Δ\λ}}{{\mathrm{\Σ}}_{\mathrm{\λ}}r\left(\mathrm{\λ}\right)s\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{x}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\Δ\λ}+{\mathrm{\Σ}}_{\mathrm{\λ}}r\left(\mathrm{\λ}\right)s\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{y}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\Δ\λ}+{\mathrm{\Σ}}_{\mathrm{\λ}}r\left(\mathrm{\λ}\right)s\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{z}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\Δ\λ}}.\end{array}$

可选的，步骤S203，通过计算获取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可以包括：

步骤S401，从存储器中获取参考光源的色坐标(x_r,y_r)；

步骤S403，根据待测物在参考光源下的色坐标(x_o,y_o)，参考光源的色坐标(x_r,y_r)、参考光源、待测物表面的反射率分布光谱和光源各通道光谱计算出

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通道光谱和待测物表面的反射光谱计算得出，(x_o,y_o)为待测物在参考光源下的色坐标，(x_r,y_r)为参考光源的色坐标，由色度学可知，在待测物在参考光源下的色坐标(x_o,y_o)和参考光源的色坐标(x_r,y_r)的连线上所有的颜色色相一致，颜色点离参考光源颜色点越远，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(x_o,y_o)和(x_r,y_r)的连线和上述三角形颜色范围的交点，所以可以根据由(x_o,y_o)和(x_r,y_r)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S205，根据待测物在参考光源下的色坐标(x_o,y_o)、待测物在光源下能达到的最大饱和度色坐标光源各通道光谱和参考光源色坐标建立照明体对应的目标辐通量的计算模型，上述计算模型可以包括：

建立至少四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：所有颜色通道的总辐通量大于0。

约束条件二：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：待测物的色坐标点在(x_r,y_r)与(x_o,y_o)的连线上。

约束条件四：灯光的色坐标点在设定的白光区域范围内。

用d来表示待测物的色坐标与的距离。目标方程是最小化d与总光通量的加权和,其中后者作为可选，即可以加在目标方程里也可以不加。

有多个辐通量向量p的解在被限定的取值范围内，通过解数学优化问题决定唯一一个令目标方程的值最小的最优解。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，目标方程的第二项可以是任何一个与辐通量向量p有关的线性或非线性方程。比如所有颜色通道的总光通量，光效，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。

其中，各通道的光通量等于该通道的辐通量乘以该通道1w的辐通量转换的光通量。

这里需要说明的是，待测物的色坐标可由待测物反射光谱，CIE人眼三刺激值函数，照明体各通道相对光谱分布和辐通量向量p来表示。

具体的，下面结合图2至图4详细描述上述计算模型的推导过程：

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(x_o,y_o)。由色度学我们可知，在参考灯光颜色点(x_r,y_r)和待测物颜色点(x_o,y_o)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(x_r,y_r)和(x_o,y_o)的连线和上述三角形颜色范围的交点，如图2所示。

连接参考灯光颜色点(x_r,y_r)和待测物颜色点(x_o,y_o)的直线方程可以表示为：

y＝kx+b  (1)

设我们要优化的颜色点是(x′_o,y′_o)，由于颜色色相要保持不变，因此 (x′_o,y′_o)需要满足式(1)。(x′_o,y′_o)的表达式为：

$\begin{array}{c}{x^{\′}}_o=\frac{p^T\·a_{\mathrm{xo}}}{p^T(a_{\mathrm{xo}}+a_{\mathrm{yo}}+a_{\mathrm{zo}})},\\ {y^{\′}}_o=\frac{p^T\·a_{\mathrm{yo}}}{p^T(a_{\mathrm{xo}}+a_{\mathrm{yo}}+a_{\mathrm{zo}})}.\end{array}$

其中，

$a_{\mathrm{xo}}={\mathrm{\Σ}}_{\mathrm{\λ}}r\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{l}\left(\mathrm{\λ}\right)\stackrel{\‾}{x}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{\Δ\λ},$ a_yo表示a_zo表示

是灯具各通道的相对光谱能量分布。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。

为了增加待测物颜色的饱和度，我们可以通过最小化(x′_o,y′_o)和之间的距离来实现。(x′_o,y′_o)和之间的距离表示为：

在大部分场合中灯光色彩被限定为白光。ANSI C78.377标准为8个色温点规定了8个四边形。我们把灯光色彩限定在这些四边形围成的白光区域内，在这里我们对白光区域作分段线性拟合，上述白光区域分段函数的曲线如图3所示。在CIE1931xy坐标系里，整个白光区域被分成两块，x坐标的取值范围是[x_min,x_mid]和[x_mid,x_max]。其中白光区域上限的分段线性拟合函数为：

$f\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}{k}_{u1}x+b_{u1},x_{\min }\&le;x\&le;x_{\mathrm{mid}}\\ k_{u2}x+b_{u2},x_{\mathrm{mid}}<x\&le;x_{\max }\end{array}\right.,$

白光区域下限的分段线性拟合函数为：

$f\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}{k}_{l1}x+b_{l1},x_{\min }\&le;x\&le;x_{\mathrm{mid}}\\ k_{l2}x+b_{l2},x_{\mathrm{mid}}<x\&le;x_{\max }\end{array}\right.,$

灯光颜色的xy坐标可以由下式计算。

$\begin{array}{c}x=\frac{p^T\&CenterDot;a_x}{p^T(a_x+a_y+a_z)},\\ y=\frac{p^T\&CenterDot;a_y}{p^T(a_x+a_y+a_z)}.\end{array}$

其中 $a_x={\mathrm{\&Sigma;}}_{\mathrm{\&lambda;}}\stackrel{\&OverBar;}{l}\left(\mathrm{\&lambda;}\right)\stackrel{\&OverBar;}{x}\left(\mathrm{\&lambda;}\right)\mathrm{\&Delta;\&lambda;},$ a_y表示a_z表示

同时，每个通道的光通量Φ_i与辐通量满足以下关系式。

Φ_i＝Φ_vi·p_i,i＝1,…,n

其中p_i是向量p的第i个分量，Φ_vi是第i个通道1W的辐通量转换的光通量,由下式 积分得出。

${\mathrm{\&Phi;}}_{\mathrm{vi}}=k_m{\mathrm{\&Sigma;}}_{\mathrm{\&lambda;}}\stackrel{\&OverBar;}{l_1}\left(\mathrm{\&lambda;}\right)v\left(\mathrm{\&lambda;}\right)\mathrm{\&Delta;\&lambda;},i=1,...,n.$

其中，k_m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。因此总光通是

除了最小化(x′_o,y′_o)和之间的距离，最大化总光通量可以作为另一个目标。因此目标方程是两个目标表达式的加权和,优化问题模型表示如下。

色坐标其中λ表示权重，Φ_i,max表示第i个颜色通道最大的光通量。约束条件中[1,…,1]p＞0限定光源的总辐通量必须大于0，Φ_vi·p_i≤Φ_i,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。表示新产生的物体颜色仍然需要满足式(1)。后面的三个不等式限定灯光的色坐标在线性拟合的白光区域内。分别解以上两个式子,比较f₁和f₂的值，两个目标方程的较小值对应的最优解即是最优辐射通量。

得到各颜色通道的辐通量最优解后，各个通道的光通量Φ_i可由Φ_i＝Φ_vi·p_i,i＝1,…,n计算得出。由发光体的特性可由Φ_i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Φ_i计算出第i个通道的电流值。

以上介绍的方法流程如图4所示。

通过本发明实施例的分析，可以获知本申请欲保护的核心创新点包括：

一种通过优化光源输出光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分布和被照待测物的反射率函数后，根据某一设定参考灯光颜色，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。同时系统输出光是白光，同时，根据所选参考灯光色温全自动调节照明光源的光谱，操作简单。在光源光谱合适的情况下，可以达到被照待测物在参考灯光下颜色饱和度得到增强的效果，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。系统输出光是白光，不会使被照物周围待测物颜色失真。

下面就本申请的实施方案在具体应用场景下的应用进行详细描述：

一个典型实施例的系统如图5所示。用户事先测照明灯具中每个颜色通道的光谱分布存在存储器当中。待测物表面的反射率数据可以是出厂预设的标准反射率数据或者用户实时测得的反射率，也存在存储器中。同时，参考光源分布也存在存储器当中。在使用时，用户指定使用哪种待测物反射率数据，灯具光谱类型和参考光源色温，由用户界面将信息传给控制器。控制器在存储器中调出相应的待测物表面反射率数据，参考光源和照明光源各颜色通道的光谱分布数据。控制器实现如下算法，计算出调光信号传给光源的各颜色通道。

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。图6为用户输入上述参考光源的软件界面。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。如表格1所示，表格1为待测物在不同色温的光源下的色坐标。

表格1：待测物在不同色温的光源下的xy色坐标

以皮包为例，带白光约束的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7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8和图9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10所示。其中色域由三角形围出，白光区域为三角形内的四边形表示。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.建立优化问题。这里k＝0.2567，b＝0.2487，四个通道每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)。

4.解优化问题得最优解辐通量向量为[1.6665,0,0.2643,0.3794](分别对应WRGB)。转化为四个通道的PWM调光信号为(88％,0％,98％,94％)(分别对应WRGB)。优化得到的待测物颜色点的色坐标是(0.3668,0.3429),在图10中用O‘表示，优化得到的灯光颜色点的色坐标是(0.3351,0.3345),在图10中用L表示。可以看到灯光颜色点在白光区域的边界上。

根据以上流程可以得到被照物体在不同参考光源下优化得到的PWM值，表格2以6500K参考光源为例，给出表1中四个物体对应的颜色增强之后的颜色色坐标，灯光色坐标，灯具PWM驱动信号。

表格2：对应不同物体在6500K参考光源下的优化结果

实施例2

本发明实施例还提供了一种照明控制的装置，如图11所示，该装置包括：

接收模块1001，用于接收用户输入的参考光源色温、待测物表面的反射率类型和照明体光谱类型；

具体的，用户可以通过交互设备输入上述参考光源色温、待测物表面的反射率类型和照明体光谱类型，上述交互设备可以是一个遥控器，结合图6，用户可以通过使用遥控器对软件界面进行操作。

查询模块1003，使用待测物表面的反射率类型从存储器中查询得到待测物表面的反射率分布光谱；

上述查询模块1003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、参考光源色坐标，使用照明体光谱类型从存储器中查询得到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，可以采用存储器预先存储光源各通道光谱、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光谱，这里需要说明的是，实施例一中的步骤S101中用户输入的参考色温对应上述存储器中的光源光谱、参考光源色坐标，照明体光谱类型对应光源各通道光谱。

计算模块1005，根据参考光源、参考光源色坐标、待测物表面的反射率分布光谱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1007，用于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，上述各颜色通道按照上述目标辐通量以白光的形式照射待测物，上述待测物的颜色可以以最大化的改变本身的颜色饱和度而且上述待测物周围待测物颜色色调不失真。

本申请上述实施例中，上述四个模块相结合，使用事先存储的待测待测物表面反 射率分布，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约束为白光，待测物在上述白光的照射下颜色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饱和度而且同时使待测物周围待测物颜色失真的问题。

可选的，上述计算模块1005还可以包括：

第一子计算模块1101，用于通过计算获取待测物在参考光源下的色坐标(x_o,y_o)；

具体的，上述参考光源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(x_o,y_o)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。

第二子计算模块1103，用于通过计算获取待测物在可调色光源下能达到的最大饱和度的色坐标

模型建立模块1105，用于根据待测物在参考光源下的色坐标(x_o,y_o)、待测物在参考光源下能达到的最大饱和度色坐标光源各通道光谱和用户输入的目标饱和度水平建立照明体对应的目标辐通量的计算模型。

第三子计算模块1107，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。

可选的，第一子计算模块1101还可以包括：

第四子计算模块1201，用于通过如下公式计算得到(x_o,y_o)：

$\begin{array}{c}{x}_o=\frac{X_o}{X_o+Y_o+Z_o}=\frac{p^T\&CenterDot;a_{\mathrm{xo}}}{p^T(a_{\mathrm{xo}}+a_{\mathrm{yo}}+a_{\mathrm{zo}})};\\ y_o=\frac{Y_o}{X_o+Y_o+Z_o}=\frac{p^T\&CenterDot;a_{\mathrm{yo}}}{p^T(a_{\mathrm{xo}}+a_{\mathrm{yo}}+a_{\mathrm{zo}})}.\end{array}$

其中，p是表示光源各通道辐通量的向量，向量a_xo表示向量a_yo表示向量a_zo表示r(λ)是待测物表面的反射率分布光谱,s(λ)参考光源，光源有n个颜色通道，则p，a_xo，a_yo，a_zo都是n×1的向量。

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，上述第二子计算模块1103还可以包括：

获取模块，用于从存储器中获取参考光源的色坐标(x_r,y_r)；

第五子计算模块，用于根据待测物在参考光源下的色坐标(x_o,y_o)，参考光源的色坐标(x_r,y_r)、参考光源光谱、待测物表面的反射率分布光谱和光源各通道光谱计算出 

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通道光谱和待测物表面的反射光谱计算得出，(x_o,y_o)为待测物在参考光源下的色坐标，(x_r,y_r)为参考光源的色坐标，由色度学可知，在待测物在参考光源下的色坐标(x_o,y_o)和参考光源的色坐标(x_r,y_r)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(x_o,y_o)和(x_r,y_r)的连线和上述三角形颜色范围的交点，所以可以根据由(x_o,y_o)和(x_r,y_r)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，上述目标辐通量的计算模型可以建立为：建立至少四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：所有颜色通道的总辐通量大于0。

约束条件二：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：待测物的色坐标点在(x_r,y_r)与(x_o,y_o)的连线上。

约束条件四：灯光的色坐标点在设定的白光区域范围内。

用d来表示待测物的色坐标与的距离。目标方程是最小化d与总光通量的加权和,其中后者作为可选，即可以加在目标方程里也可以不加。

有多个辐通量向量p的解在被限定的取值范围内，通过解数学优化问题决定唯一一个令目标方程的值最小的最优解。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，目标方程的第二项可以是任何一个与辐通量向量p有关的线性或非线性方程。比如所有颜色通道的总光通量，光效，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。

其中，各通道的光通量等于该通道的辐通量乘以该通道1w的辐通量转换的光通量

所述待测物的色坐标可由待测物反射光谱，CIE人眼三刺激值函数，照明体各通道相对光谱分布和辐通量向量p来表示。具体的，下面结合图2至图4详细描述上述计算模型的推导过程：

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(x_o,y_o)。由色度学我们可知，在参考灯光颜色点(x_r,y_r)和待测物颜色点(x_o,y_o)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(x_r,y_r)和(x_o,y_o)的连线和上述三角形颜色范围的交点，如图2所示。

连接参考灯光颜色点(x_r,y_r)和待测物颜色点(x_o,y_o)的直线方程可以表示为：

y＝kx+b  (1)。

设我们要优化的颜色点是(x′_o,y′_o)，由于颜色色相要保持不变，因此(x′_o,y′_o)需要满足式(1)。(x′_o,y′_o)的表达式为：

$\begin{array}{c}{x^{\&prime;}}_o=\frac{p^T\&CenterDot;a_{\mathrm{xo}}}{p^T(a_{\mathrm{xo}}+a_{\mathrm{yo}}+a_{\mathrm{zo}})},\\ {y^{\&prime;}}_o=\frac{p^T\&CenterDot;a_{\mathrm{yo}}}{p^T(a_{\mathrm{xo}}+a_{\mathrm{yo}}+a_{\mathrm{zo}})},\end{array}$

其中，

$a_{\mathrm{xo}}={\mathrm{\&Sigma;}}_{\mathrm{\&lambda;}}r\left(\mathrm{\&lambda;}\right)\stackrel{\&OverBar;}{l}\left(\mathrm{\&lambda;}\right)\stackrel{\&OverBar;}{x}\left(\mathrm{\&lambda;}\right)\mathrm{\&Delta;\&lambda;},$ a_yo表示 _zo表示 是灯具各通道的相对光谱能量分布。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。

为了增加待测物颜色的饱和度，我们可以通过最小化(x′_o,y′_o)和之间的距离来实现。(x′_o,y′_o)和之间的距离表示为：

在大部分场合中灯光色彩被限定为白光。ANSI C78.377标准为8个色温点规定了8个四边形。我们把灯光色彩限定在这些四边形围成的白光区域内，在这里我们对白光区域作分段线性拟合，上述白光区域分段函数的曲线如图3所示。在CIE1931xy坐标系里，整个白光区域被分成两块，x坐标的取值范围是[x_min,_mid]和[x_mid,_max]。其中白光区域上限的分段线性拟合函数为：

$f\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}{k}_{u1}x+b_{u1},x_{\min }\&le;x\&le;x_{\mathrm{mid}}\\ k_{u2}x+b_{u2},x_{\mathrm{mid}}<x\&le;x_{\max }\end{array}\right..$

白光区域下限的分段线性拟合函数为：

$f\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}{k}_{l1}x+b_{l1},x_{\min }\&le;x\&le;x_{\mathrm{mid}}\\ k_{l2}x+b_{l2},x_{\mathrm{mid}}<x\&le;x_{\max }\end{array}\right..$

灯光颜色的xy坐标可以由下式计算。

$\begin{array}{c}x=\frac{p^T\&CenterDot;a_x}{p^T(a_x+a_y+a_z)},\\ y=\frac{p^T\&CenterDot;a_y}{p^T(a_x+a_y+a_z)}.\end{array}$

其中 $a_x={\mathrm{\&Sigma;}}_{\mathrm{\&lambda;}}\stackrel{\&OverBar;}{l}\left(\mathrm{\&lambda;}\right)\stackrel{\&OverBar;}{x}\left(\mathrm{\&lambda;}\right)\mathrm{\&Delta;\&lambda;},$ a_y表示a_z表示

同时，每个通道的光通量Φ_i与辐通量满足以下关系式。

Φ_i＝Φ_vi·p_i,i＝1,…,n

其中p_i是向量p的第i个分量，Φ_vi是第i个通道1W的辐通量转换的光通量,由下式积分得出。

${\mathrm{\&Phi;}}_{\mathrm{vi}}=k_m{\mathrm{\&Sigma;}}_{\mathrm{\&lambda;}}\stackrel{\&OverBar;}{l_1}\left(\mathrm{\&lambda;}\right)v\left(\mathrm{\&lambda;}\right)\mathrm{\&Delta;\&lambda;},i=1,...,n$

其中，k_m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。因此总光通是

除了最小化(x′_o,y′_o)和之间的距离，最大化总光通量可以作为另一个目标。因此目标方程是两个目标表达式的加权和,优化问题模型表示如下。

其中λ表示权重，Φ_i,max表示第i个颜色通道最大的光通量。约束条件中[1,…,1]p＞0限定光源的总辐通量必须大于0，Φ_vi·p_i≤Φ_i,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。表示新产生的物体颜色仍然需要满足式(1)。后面的三个不等式限定灯光的色坐标在线性拟合的白光区域内。分别解以上两个式子,比较f₁和f₂的值，两个目标方程的较小值对应的最优解即是最优辐射通量。

得到各颜色通道的辐通量最优解后，各个通道的光通量Φ_i可由Φ_i＝Φ_vi·p_i,i＝1,…,n计算得出。由发光体的特性可由Φ_i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Φ_i计算出第i个通道的电流值。

以上介绍的方法流程如图4所示。

通过本发明实施例的分析，可以获知本申请欲保护的核心创新点包括：

一种通过优化光源输出光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分布和被照待测物的反射率函数后，根据某一设定参考灯光颜色，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。同时系统输出光是白光，同时，根据所选参考灯光色温全自动调节照明光源的光谱，操作简单。在光源光谱合适的情况下，可以达到被照待测物在参考灯光下颜色饱和度得到增强的效果，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。系统输出光是白光，不会使被照物周围待测物颜色失真。

下面就本申请的实施方案在具体应用场景下的应用进行详细描述：

一个典型实施例的系统如图5所示。用户事先测照明灯具中每个颜色通道的光谱分布存在存储器当中。待测物表面的反射率数据可以是出厂预设的标准反射率数据或者用户实时测得的反射率，也存在存储器中。同时，参考光源分布也存在存储器当中。在使用时，用户指定使用哪种待测物反射率数据，灯具光谱类型和参考光源色温，由用户界面将信息传给控制器。控制器在存储器中调出相应的待测物表面反射率数据，参考光源和照明光源各颜色通道的光谱分布数据。控制器实现如下算法，计算出调光信号传给光源的各颜色通道。

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。图6为用户输入上述参考光源的软件界面。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。如表格1所示，表格1为待测物在不同色温的光源下的色坐标。

表格1：待测物在不同色温的光源下的色坐标

以皮包为例，带白光约束的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7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8和图9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10所示。其中色域由三角形围出，白光区域为三角形内的四边形表示。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.建立优化问题。这里k＝0.2567，b＝0.2487，四个通道每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)。

4.解优化问题得最优解辐通量向量为[1.6665,0,0.2643,0.3794](分别对应WRGB)。转化为四个通道的PWM调光信号为(88％,0％,98％,94％)(分别对应WRGB)。优化得到的待测物颜色点的色坐标是(0.3668,0.3429),在图10中用O‘表示，优化得到的灯光颜色点的色坐标是(0.3351,0.3345),在图10中用L表示。可以看到灯光颜色点在白光区域的边界上。

根据以上流程可以得到被照物体在不同参考光源下优化得到的PWM值，表格2以6500K参考光源为例，给出表1中四个物体对应的颜色增强之后的颜色色坐标，灯光色坐标，灯具PWM驱动信号。

表格2：对应不同物体在6500K参考光源下的优化结果

实施例3

本发明实施例还提供了一种照明控制的系统，如图12所示，该系统包括：

存储器1100，用于存储照明体各颜色通道光谱、照明体的参考光源、参考光源色坐标和待测物表面的反射率分布光谱；

控制器1300，用于用于接收用户输入的参考光源色温、待测物表面的反射率类型和照明体光谱类型，使用测物表面的反射率类型从存储器中查询得到待测物表面的反射率分布光谱；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、参考光源色坐标，使用照明体光谱类型从存储器中查询得到照明体各颜色通道光谱，根据参考光源、参考光源色坐标、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提供的各个颜色通道的调光信号。

照明体1400，用于为待测物提供可调色光源。

本申请上述实施例中，使用事先存储的待测待测物表面反射率分布，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约束为白光，待测物在上述白光的照射下颜色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饱和度而且同时使待测物周围待测物颜色失真的问题。

通过本发明实施例的分析，可以获知本申请欲保护的核心创新点包括：

一种通过优化光源输出光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分布和被照待测物的反射率函数后，根据某一设定参考灯光颜色，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。同时系统输出光是白光，同时，根据所选参考灯光色温全自动调节照明光源的光谱，操作简单。在光源光谱合适的情况下，可以达到被照待测物在参考灯光下颜色饱和度得到增强的效果，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。系统输出光是白光，不会使被照物周围待测物颜色失真。

下面就本申请的实施方案在具体应用场景下的应用进行详细描述：

一个典型实施例的系统如图5所示。用户事先测照明灯具中每个颜色通道的光谱分布存在存储器当中。待测物表面的反射率数据可以是出厂预设的标准反射率数据或者用户实时测得的反射率，也存在存储器中。同时，参考光源分布也存在存储器当中。在使用时，用户指定使用哪种待测物反射率数据，灯具光谱类型和参考光源色温，由用户界面将信息传给控制器。控制器在存储器中调出相应的待测物表面反射率数据，参考光源和照明光源各颜色通道的光谱分布数据。控制器实现如下算法，计算出调光信号传给光源的各颜色通道。

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。图6为用户输入上述参考光源的软件界面。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。如表格1所示，表格1为待测物在不同色温的光源下的色坐标。

表格1：待测物在不同色温的光源下的色坐标

以皮包为例，带白光约束的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7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8和图9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10所示。其中色域由三角形围出，白光区域为三角形内的四边形表示。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.建立优化问题。这里k＝0.2567，b＝0.2487，四个通道每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)。

4.解优化问题得最优解辐通量向量为[1.6665,0,0.2643,0.3794](分别对应WRGB)。转化为四个通道的PWM调光信号为(88％,0％,98％,94％)(分别对应WRGB)。优化得到的待测物颜色点的色坐标是(0.3668,0.3429),在图10中用O‘表示，优化得到的灯光颜色点的色坐标是(0.3351,0.3345),在图10中用L表示。可以看到灯光颜色点在白光区域的边界上。

根据以上流程可以得到被照物体在不同参考光源下优化得到的PWM值，表格2以6500K参考光源为例，给出表1中四个物体对应的颜色增强之后的颜色色坐标，灯光色坐标，灯具PWM驱动信号。

表格2：对应不同物体在6500K参考光源下的优化结果

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之内。

Claims (11)

1.一种照明控制的方法，其特征在于,包括：

接收用户输入的参考光源色温、待测物表面的反射率类型和照明体光谱类型；

使用待测物表面的反射率类型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、参考光源色坐标，使用所述照明体光谱类型从所述存储器中查询得到照明体各颜色通道光谱，其中，所述照明体为所述待测物提供可调色光源；

根据所述照明体的参考光源光谱、参考光源色坐标、待测物表面的反射率分布光谱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。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据照明体的参考光源和待测物表面的反射率分布光谱以及照明体各颜色通道光谱计算出目标辐通量的步骤包括：

通过计算获取所述待测物在所述参考光源下的色坐标；

通过计算获取所述待测物在所述可调色光源下能达到的最大饱和度的色坐标；

根据所述待测物在参考光源下的色坐标、所述待测物在所述参考光源下能达到的最大饱和度色坐标、照明体各颜色通道光谱和用户输入的目标饱和度水平建立所述照明体对应的目标辐通量的计算模型；

根据所述照明体对应的目标辐通量的计算模型计算出所述目标辐通量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，计算出所述待测物在所述参考光源下的色坐标的步骤包括：

根据色度学里的三刺激值计算公式，由所述参考光源光谱，所述待测物表面的反射率分布和CIE标准色度观察者的三刺激值函数可计算得所述待测物在所述参考光源下的颜色三刺激值,即所述待测物在所述参考光源下的CIE XYZ值；

根据色度学里的三刺激值转换成色坐标的计算公式，由所述待测物在所述参考光源下的CIE XYZ值转换得到所述待测物在所述参考光源下的色坐标。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，计算出所述待测物在所述可调色光源下能达到的最大饱和度的色坐标的步骤包括：

从存储器中获取所述参考光源的色坐标；

根据所述待测物在参考光源下的色坐标，所述参考光源的色坐标、所述待测物表面的反射率分布和照明体各颜色通道光谱计算出所述待测物在所述可调色光源下能达到的最大饱和度的色坐标。

5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，根据所述待测物在参考光源下的色坐标、所述待测物在所述可调色光源下能达到的最大饱和度色坐标、照明体各颜色通道光谱建立所述照明体对应的目标辐通量的计算模型的步骤包括：

建立至少四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：照明体所有颜色通道的总辐通量大于0；

约束条件二：所述照明体各颜色通道的光通量不大于所述颜色通道的最大光通量；

约束条件三：所述待测物的色坐标点在所述参考光源色坐标与待测物在参考光源照射下的色坐标的连线上；

约束条件四：所述照明体的色坐标在设定的白光区域范围内；

用d来表示待测物的色坐标与待测物在所述照明体提供的可调色光源下能达到的最大饱和度的色坐标的距离，目标方程是最小化d与另一个与辐通量向量p有关的向量的加权和；

有多个辐通量向量p的解在被限定的取值范围内，通过解数学优化问题决定唯一一个令目标方程的值最小的最优解；

其中，所述照明体各颜色通道的光通量等于该通道的辐通量乘以所述通道1W的辐通量转换的光通量；待测物的色坐标可由待测物反射光谱，CIE人眼三刺激值函数，所述照明体各颜色通道相对光谱分布和辐通量向量p来表示。

6.一种照明控制的装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收用户输入的参考光源色温、待测物表面的反射率类型和照明体光谱类型；

查询模块，用于使用待测物表面的反射率类型从存储器中查询得到所述待测物表面的反射率分布；

所述查询模块还用于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、参考光源色坐标，使用所述照明体光谱类型从所述存储器中查询得到照明体各颜色通道光谱，其中，所述照明体为所述待测物提供可调色光源；

计算模块，用于根据所述照明体的参考光源光谱、参考光源色坐标、待测物表面的反射率分布光谱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；

转换模块，用于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。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述计算模块还包括：

第一子计算模块，用于通过计算获取所述待测物在所述参考光源下的色坐标；

第二子计算模块，用于通过计算获取所述待测物在所述可调色光源下能达到的最大饱和度的色坐标；

模型建立模块，用于根据所述待测物在参考光源下的色坐标、所述待测物在所述参考光源下能达到的最大饱和度色坐标、照明体各颜色通道光谱和用户输入的目标饱和度水平建立所述照明体对应的目标辐通量的计算模型；

第三子计算模块，用于根据所述照明体对应的目标辐通量的计算模型计算出所述目标辐通量。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一子计算模块还可以包括：

第四子计算模块，用于通过如下公式计算得到待测物在所述参考光源下的色坐标：

根据色度学里的三刺激值计算公式，由所述参考光源光谱，所述待测物表面的反射率分布和CIE标准色度观察者的三刺激值函数可计算得所述待测物在所述参考光源下的颜色三刺激值,即所述待测物在所述参考光源下的CIE XYZ值；

根据色度学里的三刺激值转换成色坐标的计算公式，由所述待测物在所述参考光源下的CIE XYZ值转换得到所述待测物在所述参考光源下的色坐标。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二子计算模块还可以包括：

获取模块，用于从存储器中获取所述参考光源的色坐标；

第五子计算模块，用于根据所述待测物在参考光源下的色坐标，所述参考光源的色坐标、所述参考光源光谱、所述待测物表面的反射率分布光谱和光源各通道光谱计算出所述待测物在所述参考光源下能达到的最大饱和度的色坐标。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述目标辐通量的计算模型建立为：

建立至少四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：照明体所有颜色通道的总辐通量大于0；

约束条件二：所述照明体各颜色通道的光通量不大于所述颜色通道的最大光通量；

约束条件三：所述待测物的色坐标点在所述参考光源色坐标与待测物在参考光源照射下的色坐标的连线上；

约束条件四：所述照明体的色坐标在设定的白光区域范围内；

用d来表示待测物的色坐标与待测物在所述照明体提供的可调色光源下能达到的最大饱和度的色坐标的距离，目标方程是最小化d与另一个与辐通量向量p有关的向量的加权和；

有多个辐通量向量p的解在被限定的取值范围内，通过解数学优化问题决定唯一一个令目标方程的值最小的最优解；

其中，所述照明体各颜色通道的光通量等于该通道的辐通量乘以所述通道1W的辐通量转换的光通量；待测物的色坐标可由待测物反射光谱，CIE人眼三刺激值函数，所述照明体各颜色通道相对光谱分布和辐通量向量p来表示。

11.一种照明控制的系统，其特征在于，包括：

存储器，用于存储照明体各颜色通道光谱、所述照明体的参考光源光谱、所述参考光源色坐标和待测物表面的反射率分布光谱；

控制器，用于接收用户输入的参考光源色温、待测物表面的反射率类型和所述照明体光谱类型，使用测物表面的反射率类型从存储器中查询得到所述待测物表面的反射率分布光谱；使用所述参考光源色温从所述存储器中查询得到所述照明体的参考光源、参考光源色坐标，使用所述照明体光谱类型从所述存储器中查询得到照明体各颜色通道光谱，根据所述参考光源、参考光源色坐标、所述待测物表面的反射率分布和所述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提供的各个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。