CN107085858A - 一种混合颜色的校正方法 - Google Patents
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Abstract
一种混合颜色的校正方法,以色坐标定义唯一颜色,颜色准确,保证颜色的一致性。已知各种单色颜色的色坐标,及当前混合颜色与目标颜色的色坐标差异,通过计算调整某一种几种颜色的照度值,实现混合颜色更加接近目标颜色,一般的调整过程需要2‑3次的计算就可以实现最终的目标颜色,计算过程可以通过计算机实现,计算速度快。
Description
技术领域
本发明涉及灯具颜色管理控制领域,尤其是一种混合颜色的校正方法,使用于多种颜色光源混合的彩色灯具。
背景技术
目前的多种颜色混合的灯具,设置不同的颜色,需要工程师不断的
尝试调整才能找到正确的颜色,一旦得到的颜色与目标颜色不同时,需要重新不断的尝试调整,需要耗费大量的人力物力才能完成。在灯具应用时,同一企业不同的灯具的同一种颜色也大不相同,颜色的一致性不能达到保证,对使用造成困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是一种混合颜色的校正方法,以色坐标定义颜色,颜色准确,可以快速对想要的颜色进行调整,可以实现灯具颜色的一致性,算法简单,可以集成控制芯片上,方便应用。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案是:一种混合颜色的校正方法,包括以下步骤:
通过1931CIE标准色度的色坐标及三刺激值的计算,三种颜色的色坐标分别为R(x1,y1),G(x2,y2),B(x3,y3),三种颜色的照度分别为E1,E2,E3,可以得到这三种颜色混合后的颜色C(x,y)的色坐标:
其中,
上述公式是在理想状态下的计算结果,实际上会有一定的偏差,需要通过改变其中一种或两种颜色的照度对颜色进行调整校正;
单色校正方法:
(1)只改变R颜色的照度E1,改变量为ΔE1,E2、E3保持不变,则不变,设改变后的色坐标为x1’,y1’,可以计算得到色坐标的改变量:
其中:
β1=(B2-1)*A2+(B3-1)*A3*K1,
β1′=1-A2+K1-K1*A3;
可以得到色坐标改变量的比值是一个与照度无关改变量的定值Kr:
同理,只要确定需要改变的Δx1或Δy1,可以计算出要改变的ΔE1:
或
(2)只改变颜色G的照度E2,E2增加ΔE2,E1、E3保持不变,改变后的色坐标为x2′,y2′,可以计算得到色坐标的改变量;
其中:
a2=1+A3*C3+A2*C2,
β2=B2*A2-K2*A2,
β2′=1-A2*K2′,
可以得到色坐标改变量的比值是一个与照度改变量无关的定值Kr:
同理,只要确定需要改变的Δx2或Δy2,可以计算出要改变的ΔE2:
或
(3)只改变颜色B的照度E3时,E3增加ΔE3,E1、E2保持不变,改变后的色坐标为x3’,y3’,可以计算得到色坐标的改变量:
其中:
a3=1+A3*C3+A2*C2,
β3=B3*A3-A3*K3,
β3′=1-A3*K3′,
可以得到色坐标改变量的比值是一个与照度改变量无关的定值Kr:
同理,只要确定需要改变的Δx3或Δy3,可以计算出要改变的ΔE3:
或
以上一种颜色的改变只能调整校正色坐标的一个参量,只有需要校正的色坐标的改变量的比值与Kr、Kg、Kb相等时才这可以通过一种颜色的改变实现最终颜色的校正,其他需要同时改变两种颜色才能对色坐标进行调整校正;
双色校正计算:
(1)RG校正:改变颜色R和颜色G的照度,改变量分别为ΔEb1,ΔEb2,需要校正调整的色坐标量为则Δx和Δy,则:
上述公式只有ΔEb1,ΔEb2两个变量,可以解出ΔEb1、ΔEb2:
其中:
根据上述公式计算可以得到,将RG颜色照度分别改变ΔEb1,ΔEb2,
就可以校正需要的Δx,Δy;
(2)RB校正:改变颜色R和颜色B的照度,改变量分别为ΔEg1,ΔEg3,需要校正调整的色坐标量为则Δx和Δy,则:
其中:
根据上述公式计算可以得到,将RB颜色照度分别改变ΔEg1,ΔEg3,
就可以校正需要的Δx,Δy;
(3)GB校正:改变颜色G和颜色B的照度,改变量分别为ΔEr1,ΔEr2,需要校正调整的色坐标量为则Δx和Δy,则:
其中:
根据上述公式计算可以得到,将GB颜色照度分别改变ΔEr2,ΔEr3,就可以校正需要的Δx,Δy;
根据公式(7)-(12)分别计算出三种双色校正方式的照度改变量(ΔEb1,ΔEb2;ΔEg1,ΔEg3;ΔEr2,ΔEr3),比较三种方式照度改变量的大小(|ΔEb1|、|ΔEb2|、|ΔEg1|、|ΔEg3|、|ΔEr2|、|ΔEr3|),选择绝对值最小的方式进行校正;
根据选择的校正方式及计算结果,改变照度,并重新确认混合的色坐标(x″,y″),重复步骤上述单色校正或双色校正的方法直到校正满足要求。
本发明与现有技术相比所带来的有益效果是:
以色坐标定义唯一颜色,颜色准确,保证颜色的一致性。已知各种单色颜色的色坐标,及当前混合颜色与目标颜色的色坐标差异,通过计算调整某一种几种颜色的照度值,实现混合颜色更加接近目标颜色,一般的调整过程需要2-3次的计算就可以实现最终的目标颜色,计算过程可以通过计算机实现,计算速度快。
具体实施方式
一种混合颜色的校正方法,根据颜色匹配方程:C(C)≡R(R)+G(G)+B(B),RGB的量发生改变时,匹配的颜色会发生变化。
通过1931CIE标准色度的色坐标及三刺激值的计算,三种颜色的色坐标分别为R(x1,y1),G(x2,y2),B(x3,y3),三种颜色的照度分别为E1,E2,E3,可以得到这三种颜色混合后的颜色C(x,y)的色坐标:
其中,
上述公式是在理想状态下的计算结果,实际上会有一定的偏差,需要通过改变其中一种或两种颜色的照度对颜色进行调整校正。
1、单色校正方法:
(1)只改变R颜色的照度E1,改变量为ΔE1,E2、E3保持不变,则不变,设改变后的色坐标为x1’,y1’,可以计算得到色坐标的改变量:
其中:
β1=(B2-1)*A2+(B3-1)*A3*K1,
β1′=1-A2+K1-K1*A3;
可以得到色坐标改变量的比值是一个与照度无关改变量的定值Kr:
同理,只要确定需要改变的Δx1或Δy1,可以计算出要改变的ΔE1:
或
(2)只改变颜色G的照度E2,E2增加ΔE2,E1、E3保持不变,改变后的色坐标为x2′,y2′,可以计算得到色坐标的改变量;
其中:
a2=1+A3*C3+A2*C2,
β2=B2*A2-K2*A2,
β2′=1-A2*K2′,
可以得到色坐标改变量的比值是一个与照度改变量无关的定值Kr:
同理,只要确定需要改变的Δx2或Δy2,可以计算出要改变的ΔE2:
或
(3)只改变颜色B的照度E3时,E3增加ΔE3,E1、E2保持不变,改变后的色坐标为x3’,y3’,可以计算得到色坐标的改变量:
其中:
a3=1+A3*C3+A2*C2,
β3=B3*A3-A3*K3,
β3′=1-A3*K3′,
可以得到色坐标改变量的比值是一个与照度改变量无关的定值Kr:
同理,只要确定需要改变的Δx3或Δy3,可以计算出要改变的ΔE3:
或
以上一种颜色的改变只能调整校正色坐标的一个参量,只有需要校正的色坐标的改变量的比值与Kr、Kg、Kb相等时才这可以通过一种颜色的改变实现最终颜色的校正,其他需要同时改变两种颜色才能对色坐标进行调整校正。
2、双色校正计算:
从上面的公式可知,单色照度的改变量ΔE和色坐标改变量Δx,Δy有一一对应的关系,混合色为三种颜色的叠加,同时改变两种或三种颜色照度与分别改变一种颜色照度再叠加,对混合色色坐标的改变是相同的。
(1)RG校正:改变颜色R和颜色G的照度,改变量分别为ΔEb1,ΔEb2,需要校正调整的色坐标量为则Δx和Δy,则:
上述公式只有ΔEb1,ΔEb2两个变量,可以解出ΔEb1、ΔEb2:
其中:
根据上述公式计算可以得到,将RG颜色照度分别改变ΔEb1,ΔEb2,就可以校正需要的Δx,Δy。
(2)RB校正:改变颜色R和颜色B的照度,改变量分别为ΔEg1,ΔEg3,需要校正调整的色坐标量为则Δx和Δy,则:
其中:
根据上述公式计算可以得到,将RB颜色照度分别改变ΔEg1,ΔEg3,就可以校正需要的Δx,Δy。
(3)GB校正:改变颜色G和颜色B的照度,改变量分别为ΔEr1,ΔEr2,需要校正调整的色坐标量为则Δx和Δy,则:
其中:
根据上述公式计算可以得到,将GB颜色照度分别改变ΔEr2,ΔEr3,就可以校正需要的Δx,Δy;
以上三种方式都可以对Δx,Δy进行有效校正,具体选择哪种方式要根据计算结果来判断,一般选择ΔE值较小方式进行校正。校正一次后可能还有一定的误差,需要进行多次校正,方法同上。直到误差在要求范围内结束。
具体的调整校正方法步骤如下:
(1)确定颜色RGB的单色色坐标(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),照度E1,E2,E3,以及目标色坐标(x,y);
(2)确定当前颜色的色坐标(x’,y’);
(3)计算出需要调整的色坐标改变量Δx,Δy,判断Δx,Δy的值否在要求范围内,一般要求±0.002;如符合要求则不需要校正,不符合进行下一步校正;
(4)判断Δy/Δx的比值是否与Kr、Kg、Kb相等,相等则通过单色校正,步骤(5),不相等则通过双色校正,步骤(6);
(5)利用单色校正公式(2)(4)(6)计算出要改变的照度ΔE;
(6)根据公式(7)-(12)分别计算出三种双色校正方式的照度改变量(ΔEb1,ΔEb2;ΔEg1,ΔEg3;ΔEr2,ΔEr3),比较三种方式照度改变量的大小(|ΔEb1|、|ΔEb2|、|ΔEg1|、|ΔEg3|、|ΔEr2|、|ΔEr3|),选择绝对值最小的方式进行校正;
(7)根据选择的校正方式及计算结果,改变照度,并重新确认混合的色坐标(x″,y″),重复步骤上述单色校正或双色校正的方法直到校正满足要求。
通过上述计算及校正步骤,可以快速对想要的颜色进行调整,可以实现灯具颜色的一致性,算法简单,记过过程通过计算机实现,计算速度快,方便应用。
下面以RGB混合目标颜色(0.2807,0.2884)为例,对本发明作进一步说明。
(1)确定颜色RGB的单色色坐标为(0.7172,0.2982),(0.1359,0.6903),(0.1492,0.0211),照度900lx,1600lx,250lx;
(2)确定当前颜色的色坐标为(0.2471,0.1605);
(3)计算出需要调整的色坐标改变量Δx=0.0336,Δy=0.1279,判断Δx,Δy的值否在要求范围内,一般要求±0.002,不符合进行下一步校正;
(4)计算根据公式(1)(3)(5)分别计算出Kr=0.29、Kg=-4.77、Kb=1.42,比较与之均不相等,采用双色校正;
(5)根据公式(7)-(12)分别计算出三种双色校正方式的照度改变量(ΔEb1=706,ΔEb2=3148;ΔEg1=-675,ΔEg3=-187;ΔEr2=1566,ΔEr3=-117)从计算结果中可以看出,选择RB校正数据的改变量比较小;
(6)分别将R的照度减小675lx,将B的照度减小187lx,重新确认改变照度后的色坐标为(0.2907,0.3025);
(7)计算计算出需要调整的色坐标改变量Δx=-0.01,Δy=-0.0142,Δx,Δy的值不在要求范围内,需要进行下一步校正。
(8)计算根据公式(1)、(3)、(5)分别计算出Kr=0.29、Kg=-4.77、Kb=1.42,与Kb相等,采用单色校正;
(9)根据公式(6)计算出需要改变的照度ΔE3=41lx;
(10)将颜色B的照度增加41lx,重新确认当前的色坐标为(0.2815,0.2901);
(11)计算出需要调整的色坐标改变量Δx=0.0008,Δy=0.0017,在要求的范围内,校正完成。
综上所述,一种混合颜色的校正方法,以色坐标定义颜色,颜色准确,可以对颜色进行调整,算法简单,通过计算机计算,计算速度快,可以集成控制芯片上,方便应用,可以实现灯具颜色的一致性。
Claims (1)
1.一种混合颜色的校正方法,其特征在于,包括以下步骤:
通过1931CIE标准色度的色坐标及三刺激值的计算,三种颜色的色坐标分别为R(x1,y1),G(x2,y2),B(x3,y3),三种颜色的照度分别为E1,E2,E3,可以得到这三种颜色混合后的颜色C(x,y)的色坐标:
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其中,
上述公式是在理想状态下的计算结果,实际上会有一定的偏差,需要通过改变其中一种或两种颜色的照度对颜色进行调整校正;
单色校正方法:
(1)只改变R颜色的照度E1,改变量为ΔE1,E2、E3保持不变,则不变,设改变后的色坐标为x1’,y1’,可以计算得到色坐标的改变量:
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β1=(B2-1)*A2+(B3-1)*A3*K1,
β1′=1-A2+K1-K1*A3;
可以得到色坐标改变量的比值是一个与照度无关改变量的定值Kr:
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同理,只要确定需要改变的Δx1或Δy1,可以计算出要改变的ΔE1:
或
(2)只改变颜色G的照度E2,E2增加ΔE2,E1、E3保持不变,改变后的色坐标为x2′,y2′,可以计算得到色坐标的改变量;
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<mi>B</mi>
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<mo>*</mo>
<mi>C</mi>
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<mn>1</mn>
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<mi>A</mi>
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<mi>C</mi>
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<mrow>
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<mn>1</mn>
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<mi>A</mi>
<mn>3</mn>
<mo>*</mo>
<mi>C</mi>
<mn>3</mn>
</mrow>
</mfrac>
<mo>;</mo>
</mrow>
可以得到色坐标改变量的比值是一个与照度改变量无关的定值Kr:
<mrow>
<mi>K</mi>
<mi>g</mi>
<mo>=</mo>
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</mfrac>
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<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>3</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
同理,只要确定需要改变的Δx2或Δy2,可以计算出要改变的ΔE2:
<mrow>
<mi>&Delta;</mi>
<mi>E</mi>
<mn>2</mn>
<mo>=</mo>
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或
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<mn>2</mn>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
(3)只改变颜色B的照度E3时,E3增加ΔE3,E1、E2保持不变,改变后的色坐标为x3’,y3’,可以计算得到色坐标的改变量:
<mrow>
<mi>&Delta;</mi>
<mi>x</mi>
<mn>3</mn>
<mo>=</mo>
<mi>x</mi>
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<mn>3</mn>
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<mn>3</mn>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
其中:
a3=1+A3*C3+A2*C2,
β3=B3*A3-A3*K3,
β3′=1-A3*K3′,
<mrow>
<mi>K</mi>
<mn>3</mn>
<mo>=</mo>
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<mn>1</mn>
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<mn>2</mn>
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<mi>C</mi>
<mn>2</mn>
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<mn>1</mn>
<mo>+</mo>
<mi>A</mi>
<mn>2</mn>
<mo>*</mo>
<mi>C</mi>
<mn>2</mn>
</mrow>
</mfrac>
<mo>;</mo>
</mrow>
可以得到色坐标改变量的比值是一个与照度改变量无关的定值Kr:
<mrow>
<mi>K</mi>
<mi>b</mi>
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<mfrac>
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<mn>3</mn>
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<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
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</mrow>
</mrow>
同理,只要确定需要改变的Δx3或Δy3,可以计算出要改变的ΔE3:
<mrow>
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<mn>3</mn>
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或
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</mrow>
2
以上一种颜色的改变只能调整校正色坐标的一个参量,只有需要校正的色坐标的改变量的比值与Kr、Kg、Kb相等时才这可以通过一种颜色的改变实现最终颜色的校正,其他需要同时改变两种颜色才能对色坐标进行调整校正;
双色校正计算:
(1)RG校正:改变颜色R和颜色G的照度,改变量分别为ΔEb1,ΔEb2,需要校正调整的色坐标量为则Δx和Δy,则:
<mrow>
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上述公式只有ΔEb1,ΔEb2两个变量,可以解出ΔEb1、ΔEb2:
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</mrow>
其中:
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</mfrac>
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</mrow>
根据上述公式计算可以得到,将RG颜色照度分别改变ΔEb1,ΔEb2,就可以校正需要的Δx,Δy;
(2)RB校正:改变颜色R和颜色B的照度,改变量分别为ΔEg1,ΔEg3,需要校正调整的色坐标量为则Δx和Δy,则:
<mrow>
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根据上述公式计算可以得到,将RB颜色照度分别改变ΔEg1,ΔEg3,就可以校正需要的Δx,Δy;
(3)GB校正:改变颜色G和颜色B的照度,改变量分别为ΔEr1,ΔEr2,需要校正调整的色坐标量为则Δx和Δy,则:
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根据上述公式计算可以得到,将GB颜色照度分别改变ΔEr2,ΔEr3,就可以校正需要的Δx,Δy;
根据公式(7)-(12)分别计算出三种双色校正方式的照度改变量(ΔEb1,ΔEb2;ΔEg1,ΔEg3;ΔEr2,ΔEr3),比较三种方式照度改变量的大小(|ΔEb1|、|ΔEb2|、|ΔEg1|、|ΔEg3|、|ΔEr2|、|ΔEr3|),选择绝对值最小的方式进行校正;
根据选择的校正方式及计算结果,改变照度,并重新确认混合的色坐标(x”,y”),重复步骤上述单色校正或双色校正的方法直到校正满足要求。
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