CN110211062A - 一种场景光源色温控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种场景光源色温控制方法，利用所述场景光源色温控制方法校正智能灯的RGB值，实现1000K至15000K之间色温的场景呈现。并且，本发明实施例提供基于计算得到的各种色温对应RGB值的速查表以控制智能灯的RGB数位输入，从而可降低场景光源色温控制系统的效能需求，以快速复现所需色温环境。

Description

一种场景光源色温控制方法
技术领域
本发明涉及场景光源色温控制技术领域，尤其是涉及一种利用智能灯实现对应影像的场景光源色温的控制方法。
背景技术
色温的计量单位是以Kelvin Scale(K)为单位，色温的计量标准是以标准黑体从物理学上的绝对零度(摄氏零下273℃)开始加热，当摄氏0℃时，即为273K。当标准黑体加热至摄氏800℃时，标准黑体的色温约为呈红色的1000K，再加热到摄氏5727℃时，即约为6000K的色温，这时的标准黑体的色温是类似太阳的白光。若再将标准黑体加热至10000℃以上时，标准黑体的色温约为10000K呈蓝紫色。依此可知，色温高时景物偏蓝，色温低时景物偏红。
色温小于3300K时，光线以红光为主，人眼感受的一般是温暖、健康的感觉。色温在3300K-6000K时为中性色温，红、绿、蓝光含量占一定比例，此时人眼感受的通常是舒适、爽快、柔和的感觉。色温大于6000K时，蓝光占比较大，此时人眼感受的通常是冷峻、低沉的感觉。
对于场景照明设备在空间中呈现不同的光源色温会带给人眼不同的感受与和氛围，因此若能依照适合的环境或气氛，使场景照明设备提供对应于目前环境需求的光源色温，可以带给使用者对于视觉上的满足感。
发明内容
本发明提供一种场景光源色温的控制方法，能够满足场景光源设备提供对应于目前环境需求的光源色温的需求。
本发明提供的技术方案如下：
本发明的实施例提供一种场景光源色温控制方法，所述场景光源色温控制方法包括：
步骤一，计算目前显示影像画面的像素RGB(红色(Red)、绿色(Green)、蓝色(Blue))值；
步骤二，将所述像素RGB值转换成CIE 1931色彩空间的对应xy值；
步骤三，判断所述xy值在所述CIE 1931色彩空间中所处分区，若所述xy值位于色温有效区内，设为第一色点，并执行步骤四；若所述xy值位于所述色温有效区外，设为第二色点，并执行步骤六；
步骤四，计算所述第一色点的色温值，并执行步骤五；
步骤五，将所述第一色点的色温值累计至色温统计表中，并执行步骤七；
步骤六，计算所述第二色点的色温值，并执行步骤七；
步骤七，根据所述第一色点的色温值的权重值与所述第二色点的色温值的权重值计算得出影像色温值。
本发明的实施例中，所述色温有效区与非色温有效区的分界线为在所述CIE 1931色彩空间中等能量点(Equal Energy point)与标准黑体辐射曲线15000K色温点的连线及等能量点与所述标准黑体辐射曲线1000K色温点的连线，在所述CIE 1931色彩空间中等能量点(Equal Energy point)与所述标准黑体辐射曲线15000K色温点的连线及等能量点与所述标准黑体辐射曲线1000K色温点的连线上方为所述色温有效区，在所述CIE 1931色彩空间中等能量点与所述标准黑体辐射曲线15000K色温点的连线及所述等能量点与所述标准黑体辐射曲线1000K色温点的连线下方为所述非色温有效区，所述非色温有效区以通过所述等能量点向下垂直线为分界线分为左区域与右区域。
本发明的实施例中，所述场景光源色温控制方法的所述步骤四还包括：
将所述第一色点位于所述CIE 1931色彩空间的所述对应xy值代入相关色温公式计算所述第一色点的色温值(CT)，
n＝(x-0.332)/(y-0.1858)，
CT＝-437×n3+3601×n2-6861×n+5514.31，
将色温值累计计算第一色点权重值。
本发明的实施例中，所述场景光源色温控制方法的所述步骤六还包括：
计算位于所述非色温有效区的左区域的所述第二色点至所述CIE 1931色彩空间中等能量点的连线与所述等能量点与所述标准黑体辐射曲线15000K色温点的连线的夹角α，夹角β为所述等能量点与所述标准黑体辐射曲线15000K色温点的连线与通过所述等能量点向下垂直线的夹角；
计算所述非色温有效区的左区域的所述第二色点权重值γ＝1-(α/β)；
累计所述非色温有效区的左区域的所述第二色点权重值γ为15000K色温的权重值。
本发明的实施例中，所述场景光源色温控制方法的所述步骤六还包括：
计算位于所述非色温有效区的右区域的所述第二色点至所述CIE 1931色彩空间中等能量点的连线与所述等能量点与所述标准黑体辐射曲线1000K色温点的连线的夹角α，夹角β为所述等能量点与所述标准黑体辐射曲线1000K色温点的连线与通过所述等能量点向下垂直线的夹角；
计算所述非色温有效区的右区域的所述第二色点权重值γ＝1-(α/β)；
累计所述非色温有效区的右区域的所述第二色点权重值γ为1000K色温的权重值。
本发明的实施例中，所述场景光源色温控制方法还包括：
步骤八，提供各种色温对应RGB值的对应速查表(Look-Up Table，LUT)；
步骤九，执行所述步骤一至所述步骤七以计算复数张影像的对应色温值；
步骤十，基于步骤九计算得到的所述复数张影像的对应色温值，并基于步骤八所述各种色温对应RGB值的对应速查表查询所述复数张影像的对应色温值以获取对应RGB值；
步骤十一，将所述复数张影像对应的RGB值输出至场景光源设备，以呈现对应的色温。
本发明的实施例中，所述场景光源色温控制方法呈现的色温范围介于1000K至15000K之间。
本发明的实施例中，所述场景光源设备是智能灯或彩色显示器。
本发明的实施例中，所述复数张影像的数量是根据使用者的需求或色温控制系统的效能来决定。
本发明的实施例中，所述场景光源色温控制方法使用Qt编程来实现。
本发明的实施例中，所述场景光源色温控制方法可配合动态影片来呈现对应的色温。
本发明实施例带来的有益效果为：本发明实施例利用场景光源色温控制方法校正智能灯的RGB值，实现1000K～15000K之间色温的场景呈现。并且，本发明实施例提供基于计算得到的各种色温对应RGB值的速查表以控制智能灯的RGB数位输入，从而可降低场景光源色温控制系统的效能需求，以快速复现所需色温环境。
附图说明
为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的场景光源色温控制方法的步骤流程图。
图2为本发明实施例提供的色温分区示意图。
图3为本发明实施例提供的色温统计表。
图4为本发明实施例提供的各种色温对应RGB值的对应表。
图5为本发明实施例提供的场景色温控制界面的示意图。
图6为本发明实施例提供的场景色温呈现方式的示意图。
具体实施方式
在具体实施方式中提及“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的不同位置出现的相同用语并非必然被限制为相同的实施方式，而应当理解为与其它实施例互为独立的或备选的实施方式。在本发明提供的实施例所公开的技术方案启示下，本领域的普通技术人员应理解本发明所描述的实施例可具有其他符合本发明构思的技术方案结合或变化。
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]、[竖直]、[水平]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
首先，本发明实施例以图1与图2所例示的内容进行说明，图1为本发明实施例提供的场景光源色温控制方法的步骤流程图，图2为本发明实施例根据CIE 1931色彩空间(CIE1931color spaces)所提供的色温分区示意图。CIE1931色彩空间的相关色度坐标xy计算方式为：
步骤1：根据以下算式计算光学红色(Red,R)、绿色(Green,G)、蓝色(Blue,B)参数值(γ值可根据具体显示器特性而定)；
步骤2：根据以下算式计算三刺激值XYZ(M为对应显示器的转换矩阵)；
步骤3：根据以下算式计算色度坐标xy：
图2中色温分区示意图上的不同色点或颜色表征不同的色温值，相关色温(Correlated Color Temperature，CCT)曲线上的色点或颜色具有相同的色温特性。在图2中的区域A依据相关色温公式计算色温：
n＝(x-0.332)/(y-0.1858)；
CT＝(-437×n3)+(3601×n2)-(6861×n)+5514.31；(CT表示为色温ColorTemperature)
色温分区图中存在一些无法通过相关色温公式计算色温的区域B与区域C，区域B为冷色和中性色过渡区，区域C为暖色和中性色过渡区，区域B与区域C皆无法计算色温但对影像色温基调有影响。区域A与区域B的分界线大致为图2中O点(等能量点，Equal Energypoint)与标准黑体辐射曲线15000K色温点的连线，区域A与区域C的分界线大致为O点与标准黑体辐射曲线1000K色温点的连线，区域B与区域C由通过O点的向下垂直线来划分。
以下配合图1对本发明实施例的场景光源色温控制方法的步骤流程进行说明。
步骤102：计算目前显示影像画面的像素RGB值。
步骤104：将像素RGB值经伽马(Gamma)变换转成RGB光学值，将RGB光学值经显示器的TM矩阵转化成XYZ三刺激值，再将XYZ三刺激值转化成CIE1931色彩空间的xy值。
步骤106：判断像素色点xy值所处分区，若xy值位于A区域，则为色温有效区内，设为色点PA，执行步骤108；若xy值位于B区域或C区域，则为色温有效区外，设为色点PB或PC，执行步骤112。
步骤108：色点PA基于相关色温公式计算的色温值如下，
n＝(xPA-0.332)/(yPA-0.1858)
CT＝(-437×n3)+(3601×n2)-(6861×n)+5514.31
步骤110：将色温值累计计算权重值至如图3的色温统计表中的CT值，即VCT＝VCT+1。
步骤112：若xy值位于B区域，设为色点PB，基于相关色温公式计算色点PB的色温值如下，
计算色点PB至O点连线与图2中15000K色温线的夹角α，夹角β为15000K色温线与通过O点的垂直线的夹角；
计算权重值γ＝1-(α/β)；
累计权重值γ至色温统计表中15000K色温处，即V15000＝V15000+γ。
若xy值位于C区域，设为色点PC，基于相关色温公式计算色点PC的色温值如下，
计算色点PC至O点连线与图2中1000K色温线的夹角α，夹角β为1000K色温线与通过O点的垂直线的夹角；
计算权重值γ＝1-(α/β)；
累计权重值γ至色温统计表中1000K色温处，即V1000＝V1000+γ。
步骤120：基于相关色温权重公式结合权重计算影像色温值CTimg：
将计算得到的影像色温值CTimg对照查表获取对应的RGB值，并将查表对应的RGB值配置输出给智能灯，以实现场景色温复现效果。
以下参照图4至图6所例示本发明利用软件编程控制智能灯呈现场景色温的实施例，说明本发明实施例利用智能灯呈现场景色温的场景光源色温控制方法的步骤流程。
步骤202：智能灯的RGB模式下，调节RGB三通道配比，并利用色彩分析仪量测标准色温对应xy坐标，实现所需要的1000K至15000K之间的各档位色温，记录各色温对应的RGB值，制成如图4所示的各种色温对应RGB值的对应速查表(Look-Up Table，LUT)。色彩分析仪可以使用柯尼卡美能达(Konica Minolta)公司制造的型号为CA310的色彩分析仪。
步骤204：基于相关色温(Correlated Color Temperature，CCT)曲线和色温分区获取影像色温的方法计算复数张影像的对应色温值。此处复数张影像的数量可以根据使用者的需求或是色温控制系统的设计需求或效能来决定。
步骤206：如图5所示，基于软件编程编写使用者界面，控制实现复数张影像的显示，结合步骤204计算得到的色温值，并基于步骤202查询如图4所示的各种色温对应RGB值的对应速查表以获取对应RGB值。软件编程可以使用Qt编程或其他编程。用户可以在复数张影像中自行选择对应各种色温的影像，以在呈现场景色温时，可对应用户所选择的影像。
步骤208：将最终的RGB值输出给智能灯，使智能灯根据对应的RGB值实现场景色温复现。
请参阅图6，图6为本发明实施例提供的场景色温呈现方式的示意图，本发明实施例所提供的场景光源色温控制方法，除了可控制智能灯根据对应的RGB值呈现所需的场景色温外，也可以控制彩色显示器根据对应的RGB值来显示对应于所需场景色温的影像，以对应目前环境需求的光源色温，让用户在观看影像或影片的过程更具临场感。
在本发明实施例中，利用场景光源色温控制方法校正智能灯的RGB值，实现1000K至15000K之间色温的场景呈现。并且，本发明实施例提供基于计算得到的各种色温对应RGB值的速查表以控制智能灯的RGB数位输入，从而可降低场景光源色温控制系统的效能需求，以快速复现所需色温环境。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，所衍生的各种更动与变化，皆涵盖于本发明以权利要求界定的保护范围内。

Claims (13)

1.一种场景光源色温控制方法，其特征在于，所述场景光源色温控制方法包括：
步骤一，计算目前显示影像画面的像素RGB(红色(Red)、绿色(Green)、蓝色(Blue))值；
步骤二，将所述像素RGB值转换成CIE 1931色彩空间的对应xy值；
步骤三，判断所述xy值在所述CIE 1931色彩空间中所处分区，若所述xy值位于色温有效区内，设为第一色点，并执行步骤四；若所述xy值位于所述色温有效区外，设为第二色点，并执行步骤六；
步骤四，计算所述第一色点的色温值，并执行步骤五；
步骤五，将所述第一色点的色温值累计至色温统计表中，并执行步骤七；
步骤六，计算所述第二色点的色温值，并执行步骤七；
步骤七，根据所述第一色点的色温值的权重值与所述第二色点的色温值的权重值计算得出影像色温值。
2.根据权利要求1所述的场景光源色温控制方法，其特征在于，所述色温有效区与非色温有效区的分界线为在所述CIE 1931色彩空间中等能量点(Equal Energy point)与标准黑体辐射曲线15000K色温点的连线及等能量点与所述标准黑体辐射曲线1000K色温点的连线，在所述CIE 1931色彩空间中等能量点(Equal Energy point)与所述标准黑体辐射曲线15000K色温点的连线及等能量点与所述标准黑体辐射曲线1000K色温点的连线上方为所述色温有效区，在所述CIE 1931色彩空间中等能量点与所述标准黑体辐射曲线15000K色温点的连线及所述等能量点与所述标准黑体辐射曲线1000K色温点的连线下方为所述非色温有效区，所述非色温有效区以通过所述等能量点向下垂直线为分界线分为左区域与右区域。
3.根据权利要求2所述的场景光源色温控制方法，其特征在于，所述步骤四还包括：
将所述第一色点位于所述CIE 1931色彩空间的所述对应xy值代入相关色温公式计算所述第一色点的色温值(CT)，
n＝(x-0.332)/(y-0.1858),
CT＝(-437×n3)+(3601×n2)-(6861×n)+5514.31,
将色温值累计计算第一色点权重值。
4.根据权利要求2所述的场景光源色温控制方法，其特征在于，所述步骤六还包括：
计算位于所述非色温有效区的左区域的所述第二色点至所述CIE 1931色彩空间中等能量点的连线与所述等能量点与所述标准黑体辐射曲线15000K色温点的连线的夹角α，夹角β为所述等能量点与所述标准黑体辐射曲线15000K色温点的连线与通过所述等能量点向下垂直线的夹角；
计算所述非色温有效区的左区域的所述第二色点权重值γ＝1-(α/β)；
累计所述非色温有效区的左区域的所述第二色点权重值γ为15000K色温的权重值。
5.根据权利要求2所述的场景光源色温控制方法，其特征在于，所述步骤六还包括：
计算位于所述非色温有效区的右区域的所述第二色点至所述CIE 1931色彩空间中等能量点的连线与所述等能量点与所述标准黑体辐射曲线1000K色温点的连线的夹角α，夹角β为所述等能量点与所述标准黑体辐射曲线1000K色温点的连线与通过所述等能量点向下垂直线的夹角；
计算所述非色温有效区的右区域的所述第二色点权重值γ＝1-(α/β)；
累计所述非色温有效区的右区域的所述第二色点权重值γ为1000K色温的权重值。
6.根据权利要求1所述的场景光源色温控制方法，其特征在于，所述场景光源色温控制方法还包括：
步骤八，提供各种色温对应RGB值的对应速查表(Look-Up Table，LUT)；
步骤九，执行所述步骤一至所述步骤七以计算复数张影像的对应色温值；
步骤十，基于步骤九计算得到的所述复数张影像的对应色温值，并基于步骤八所述各种色温对应RGB值的对应速查表查询所述复数张影像的对应色温值以获取对应RGB值；
步骤十一，将所述复数张影像对应的RGB值输出至场景光源设备，以呈现对应的色温。
7.根据权利要求1或6所述的场景光源色温控制方法，其特征在于，所述场景光源色温控制方法呈现的色温范围介于1000K至15000K之间。
8.根据权利要求6所述的场景光源色温控制方法，其特征在于，所述场景光源设备是智能灯。
9.根据权利要求6所述的场景光源色温控制方法，其特征在于，所述场景光源设备是彩色显示器。
10.根据权利要求6所述的场景光源色温控制方法，其特征在于，所述复数张影像的数量是根据使用者的需求来决定。
11.根据权利要求6所述的场景光源色温控制方法，其特征在于，所述复数张影像的数量是根据色温控制系统的效能来决定。
12.根据权利要求1至6其中任一所述的场景光源色温控制方法，其特征在于，所述场景光源色温控制方法使用Qt编程来实现。
13.根据权利要求1至6其中任一所述的场景光源色温控制方法，其特征在于，所述场景光源色温控制方法可配合动态影片来呈现对应的色温。
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