CN112423426A - 一种基于色坐标的自动校准光源色温和照度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于色坐标的自动校准光源色温和照度的方法，包括设定目标参数，测定各通道原色初始参数，建立xy坐标系，获取光源初始亮度等级，色温和照度对比等步骤。本发明构思新颖、设计合理，且便于使用，本发明提供了一种自动校准光源色温和照度的方法，通过本方法自动对光源的色温和照度进行调校，方便好用。

Description

一种基于色坐标的自动校准光源色温和照度的方法

技术领域

本发明涉及光源技术领域，特别涉及一种基于色坐标的自动校准光源色温和照度的方法。

背景技术

LED(发光二极管)色温可调光源可实现宽色温，宽照度范围的照明功能，通常用于手机摄像头模组标定检测，特定照明场景的打光。对于普通的LED光源，无法设定其发光的色温，或只能按照已划分的档位设定其色温，色温对应的照度只能以百分比来设置，无法满足高精度高标准的照明场景的需求；其不同颜色的混光配比通常由算法一次生成，但实际发光效果会受到灯珠批次和使用寿命等影响，光源的色温和照度有偏差，造成光源的使用效果不佳。

发明内容

有鉴于上述现有技术中光源发光的色温照度不稳定，存在偏差的缺陷，本发明的提供一种基于色坐标的自动校准光源色温和照度的方法，满足更好的使用效果，方案如下：

一种基于色坐标的自动校准光源色温和照度的方法，包括如下步骤：

设定目标参数，包括目标色坐标(x_s，y_s)、目标照度L_s、坐标误差控制值t_xy、向量误差控制值t_L、向量系数λ和通道增量w；

测定各通道原色初始参数，通过仪器测量出光源RGBW各通道单独点亮时色坐标值R(x_r,y_r),G(x_g,y_g),B(x_b,y_b),W(x_w,y_w)和照度值，计算出各通道的初始等级R₀，G₀，B₀，W₀；

建立xy坐标系，以CIE1931色品图的XY轴为基准，在坐标系中画出R、G、B三个点，连成三角形，计算三角形三条边的中点RG、BR、GB，中点再和R、G、B三点各连接，将围成的区域的中心点标记为零点O(x₀,y₀)；再分别往竖直方向和水平方向生成新的xy坐标系，划分出△GOR、△GOB、△BOR三个区域；

获取光源初始亮度等级，等级R₀、G₀、B₀、W₀发送到光源，并使用探头测得初始色坐标(x_n,y_n)和照度L_n；

色温和照度对比，将所述初始色坐标(x_n,y_n)和照度L_n与所述目标色坐标(x_s，y_s)和目标照度L_s对应作差值，差值均小于或等于所述坐标误差控制值t_xy和向量误差控制值t_L，则初始色坐标(x_n,y_n)和照度L_n对应的等级R₀、G₀、B₀、W₀符合目标，直接采用，差值有大于所述坐标误差控制值t_xy和向量误差控制值t_L则进行校准。

进一步，确定RBG三区域向量，根据R、G、B各点的坐标和零点O的坐标计算出三个颜色向量：

确定各通道原色初始参数下的斜率，其中：

k_r＝(x₀-x_r)/(y₀-y_r),

k_g＝(x₀-x_g)/(y₀-y_g),

k_b＝(x₀-x_b)/(y₀-y_b)。

进一步，在所述色温和照度对比步骤中，Δx＝x_n-x_s,Δy＝y_n-y_s，若|Δx|和|Δy|中一个值或两个值大于坐标误差控制值t_xy，则根据Δx和Δy的正负，以及k_r,k_g,k_b的值判断坐标的区域，然后通过分解向量，计算出R、G、B各个方向上的分量Δr、Δg、Δb，在通过方程组解出校准值，其中：

坐标点在△GOR区，则联立方程Δx＝Δr(x₀-xr)+Δg(x₀-xg)和Δy＝Δr(y0-yr)+Δg(y0-yg)，解出Δr和Δg，则补偿后的光源RGBW通道的值分别为R₀＝R₀+λΔr，G₀＝G₀+λΔg，B₀，W₀；

坐标点在△ROB区，则联立方程Δx＝Δr(x₀-x_r)+Δb(x₀-x_b)和Δy＝Δr(y₀-y_r)+Δb(y₀-yb)，解出Δr和Δb，则补偿后的光源RGBW通道的值分别为R₀＝R₀+λΔr，G₀，B₀＝B₀+λΔb，W₀；

坐标点在△BOG区，则联立方程Δx＝Δg(x₀-x_g)+Δb(x₀-x_b)和Δy＝Δg(y₀-y_g)+Δb(y₀-yb)，解出Δb和Δg，则补偿后的光源RGBW通道的值分别为R₀，G₀＝G₀+λΔg，B₀＝B₀+λΔb，W₀；

以上校准循环计算，直到|Δx|和|Δy|小于或等于坐标误差控制值t_xy，或设定循环次数，跳出循环。

进一步，在所述色温和照度对比步骤中，ΔL＝L_n-L_s，若|ΔL|大于t_L，根据ΔL的正负，降低或升高W通道的亮度值，即W₀＝W₀±w，然后测得光源照度Ln，并重复步骤，直到|ΔL|≤t_L，然后再进入色温对比程序中。

有益效果：本发明构思新颖、设计合理，且便于使用，本发明提供了一种自动校准光源色温和照度的方法，通过本方法自动对光源的色温和照度进行调校，方便好用。

附图说明

图1是本发明的流程框图结构示意图。

图2是本发明在具体实施过程中的一色品图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

参考图1和图2，一种基于色坐标的自动校准光源色温和照度的方法，包括如下步骤：

设定目标参数，包括目标色坐标(x_s，y_s)、目标照度L_s、坐标误差控制值t_xy、向量误差控制值t_L、向量系数λ和通道增量w；

测定各通道原色初始参数，通过仪器测量出光源RGBW各通道单独点亮时色坐标值R(x_r,y_r),G(x_g,y_g),B(x_b,y_b),W(x_w,y_w)和照度值，计算出各通道的初始等级R₀，G₀，B₀，W₀；

建立xy坐标系，以CIE1931色品图的XY轴为基准，在坐标系中画出R、G、B三个点，连成三角形，计算三角形三条边的中点RG、BR、GB，中点再和R、G、B三点各连接，将围成的区域的中心点标记为零点O(x₀,y₀)；再分别往竖直方向和水平方向生成新的xy坐标系，划分出△GOR、△GOB、△BOR三个区域；确定RBG三区域向量，根据R、G、B各点的坐标和零点O的坐标计算出三个颜色向量：

确定各通道原色初始参数下的斜率，其中：

k_r＝(x₀-x_r)/(y₀-y_r),

k_g＝(x₀-x_g)/(y₀-y_g),

k_b＝(x₀-x_b)/(y₀-y_b)。

获取光源初始亮度等级，等级R₀、G₀、B₀、W₀发送到光源，并使用探头测得初始色坐标(x_n,y_n)和照度L_n；

色温和照度对比，将所述初始色坐标(x_n,y_n)和照度L_n与所述目标色坐标(x_s，y_s)和目标照度L_s对应作差值，差值均小于或等于所述坐标误差控制值t_xy和向量误差控制值t_L，则初始色坐标(x_n,y_n)和照度L_n对应的等级R₀、G₀、B₀、W₀符合目标，直接采用，差值有大于所述坐标误差控制值t_xy和向量误差控制值t_L则进行校准；在所述色温和照度对比中，Δx＝x_n-x_s,Δy＝y_n-y_s，若|Δx|和|Δy|中一个值或两个值大于坐标误差控制值t_xy，则根据Δx和Δy的正负，以及k_r,k_g,k_b的值判断坐标的区域，然后通过分解向量，计算出R、G、B各个方向上的分量Δr、Δg、Δb，在通过方程组解出校准值，其中：

坐标点在△GOR区，则联立方程Δx＝Δr(x₀-xr)+Δg(x₀-xg)和Δy＝Δr(y0-yr)+Δg(y0-yg)，解出Δr和Δg，则补偿后的光源RGBW通道的值分别为R₀＝R₀+λΔr，G₀＝G₀+λΔg，B₀，W₀；

坐标点在△ROB区，则联立方程Δx＝Δr(x₀-x_r)+Δb(x₀-x_b)和Δy＝Δr(y₀-y_r)+Δb(y₀-yb)，解出Δr和Δb，则补偿后的光源RGBW通道的值分别为R₀＝R₀+λΔr，G₀，B₀＝B₀+λΔb，W₀；

坐标点在△BOG区，则联立方程Δx＝Δg(x₀-x_g)+Δb(x₀-x_b)和Δy＝Δg(y₀-y_g)+Δb(y₀-yb)，解出Δb和Δg，则补偿后的光源RGBW通道的值分别为R₀，G₀＝G₀+λΔg，B₀＝B₀+λΔb，W₀；

以上校准循环计算，直到|Δx|和|Δy|小于或等于坐标误差控制值t_xy，或设定循环次数，跳出循环；

对比中，ΔL＝L_n-L_s，若|ΔL|大于t_L，根据ΔL的正负，降低或升高W通道的亮度值，即W₀＝W₀±w，然后测得光源照度Ln，并重复步骤，直到|ΔL|≤t_L，然后再进入色温对比程序中。

本发明中的方法实现需要的硬件包括电源控制一体光源、测光探头和PC电脑。其中光源灯板上RGBW四种灯珠均匀分布，可通过串口设置每个颜色通道的亮度等级，混合出不同的色温。测光探头用于测量光源实际的色温和照度数值，发送到电脑上。PC电脑负责接收数据并发送校准后的设定值到光源。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于色坐标的自动校准光源色温和照度的方法，其特征在于包括如下步骤：

设定目标参数，包括目标色坐标(x_s，y_s)、目标照度L_s、坐标误差控制值t_xy、向量误差控制值t_L、向量系数λ和通道增量w；

测定各通道原色初始参数，通过仪器测量出光源RGBW各通道单独点亮时色坐标值R(x_r,y_r),G(x_g,y_g),B(x_b,y_b),W(x_w,y_w)和照度值，计算出各通道的初始等级R₀，G₀，B₀，W₀；

建立xy坐标系，以CIE1931色品图的XY轴为基准，在坐标系中画出R、G、B三个点，连成三角形，计算三角形三条边的中点RG、BR、GB，中点再和R、G、B三点各连接，将围成的区域的中心点标记为零点O(x₀,y₀)；再分别往竖直方向和水平方向生成新的xy坐标系，划分出△GOR、△GOB、△BOR三个区域；

获取光源初始亮度等级，等级R₀、G₀、B₀、W₀发送到光源，并使用探头测得初始色坐标(x_n,y_n)和照度L_n；

色温和照度对比，将所述初始色坐标(x_n,y_n)和照度L_n与所述目标色坐标(x_s，y_s)和目标照度L_s对应作差值，差值均小于或等于所述坐标误差控制值t_xy和向量误差控制值t_L，则初始色坐标(x_n,y_n)和照度L_n对应的等级R₀、G₀、B₀、W₀符合目标，直接采用，差值有大于所述坐标误差控制值t_xy和向量误差控制值t_L则进行校准。

2.如权利要求1所述的基于色坐标的自动校准光源色温和照度的方法，其特征在于：确定RBG三区域向量，根据R、G、B各点的坐标和零点O的坐标计算出三个颜色向量：

确定各通道原色初始参数下的斜率，其中：

k_r＝(x₀-x_r)/(y₀-y_r),

k_g＝(x₀-x_g)/(y₀-y_g),

k_b＝(x₀-x_b)/(y₀-y_b)。

3.如权利要求2所述的基于色坐标的自动校准光源色温和照度的方法，其特征在于：在所述色温和照度对比步骤中，Δx＝x_n-x_s,Δy＝y_n-y_s，若|Δx|和|Δy|中一个值或两个值大于坐标误差控制值t_xy，则根据Δx和Δy的正负，以及k_r,k_g,k_b的值判断坐标的区域，然后通过分解向量，计算出R、G、B各个方向上的分量Δr、Δg、Δb，在通过方程组解出校准值，其中：

坐标点在△GOR区，则联立方程Δx＝Δr(x₀-xr)+Δg(x₀-xg)和Δy＝Δr(y0-yr)+Δg(y0-yg)，解出Δr和Δg，则补偿后的光源RGBW通道的值分别为R₀＝R₀+λΔr，G₀＝G₀+λΔg，B₀，W₀；

坐标点在△ROB区，则联立方程Δx＝Δr(x₀-x_r)+Δb(x₀-x_b)和Δy＝Δr(y₀-y_r)+Δb(y₀-yb)，解出Δr和Δb，则补偿后的光源RGBW通道的值分别为R₀＝R₀+λΔr，G₀，B₀＝B₀+λΔb，W₀；

坐标点在△BOG区，则联立方程Δx＝Δg(x₀-x_g)+Δb(x₀-x_b)和Δy＝Δg(y₀-y_g)+Δb(y₀-yb)，解出Δb和Δg，则补偿后的光源RGBW通道的值分别为R₀，G₀＝G₀+λΔg，B₀＝B₀+λΔb，W₀；

以上校准循环计算，直到|Δx|和|Δy|小于或等于坐标误差控制值t_xy，或设定循环次数，跳出循环。

4.如权利要求3所述的基于色坐标的自动校准光源色温和照度的方法，其特征在于：在所述色温和照度对比步骤中，ΔL＝L_n-L_s，若|ΔL|大于t_L，根据ΔL的正负，降低或升高W通道的亮度值，即W₀＝W₀±w，然后测得光源照度Ln，并重复步骤，直到|ΔL|≤t_L，然后再进入色温对比程序中。

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