CN115597726A - 色温检测的方法、装置和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种色温检测的方法、装置和电子设备，能够精确地检测光源色温。所述方法包括：根据待测光源的多通道数据、以及第一标准光源组的多通道数据，确定所述第一标准光源组对应的比例系数，所述第一标准光源组对应的比例系数用于表示所述第一标准光源组中每个标准光源的多通道数据与所述待测光源的多通道数据之间的比例；根据所述第一标准光源组的多通道数据、以及所述第一标准光源组对应的比例系数，确定所述待测光源的三刺激值；根据所述三刺激值，确定所述待测光源的色温。
Description
技术领域
本申请实施例涉及光学传感器领域，并且更具体地，涉及一种色温检测的方法、装置和电子设备。
背景技术
随着手机等电子设备的发展，更多的电子设备需要具备根据外界的环境光自动调节屏幕色温的功能，因此，如何根据环境光数据准确地计算色温，成为需要解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种色温检测的方法、装置和电子设备，能够精确地检测光源色温。
第一方面，提供了一种色温检测的方法，所述方法包括：根据待测光源的多通道数据、以及第一标准光源组的多通道数据，确定所述第一标准光源组对应的比例系数，所述第一标准光源组对应的比例系数用于表示所述第一标准光源组中每个标准光源的多通道数据与所述待测光源的多通道数据之间的比例；根据所述第一标准光源组的多通道数据、以及所述第一标准光源组对应的比例系数，确定所述待测光源的三刺激值；根据所述三刺激值，确定所述待测光源的色温。
本申请实施例中，利用一组标准光源表征待测光源，根据待测光源的多通道数据和该组标准光源中每个标准光源的多通道数据，确定该标准光源组中每个标准光源的多通道数据与待测光源的多通道数据之间的比例系数，并根据该组标准光源的多通道数据及其对应的比例系数，确定待测光源的三刺激值，进而根据该三刺激值确定待测光源的色温。当应用于电子设备的屏幕下方进行环境光检测时，该方法可以有效改善屏幕对不同波段的光的透过率不均匀导致的色温计算误差。
在一种实现方式中，在所述确定所述待测光源的三刺激值之前，所述方法还包括：根据所述待测光源的多通道数据、以及M组标准光源的多通道数据，在所述M组标准光源中确定所述第一标准光源组，其中，每组标准光源中的标准光源的数量为N，所述M组标准光源包括标准光源集合中任意N个标准光源的组合，M为大于1的正整数，N为大于1的正整数。
该实施例中，通过在M组标准光源中选择与待测光源最匹配的第一标准光源组，并利用第一标准光源组的多通道数据及其对应的比例系数，确定待测光源的三刺激值，进而根据该三刺激值确定待测光源的色温，能够进一步提高色温检测的准确性。
在一种实现方式中，所述根据所述待测光源的多通道数据、以及M组标准光源的多通道数据，在所述M组标准光源中确定所述第一标准光源组，包括：根据所述待测光源的多通道数据、以及所述M组标准光源中第i组标准光源的多通道数据，确定所述第i组标准光源对应的比例系数，i从1至M；根据所述第i组标准光源的多通道数据、以及所述第i组标准光源对应的比例系数，确定由所述第i组标准光源拟合得到的所述待测光源的拟合光源的多通道数据；根据所述拟合光源的多通道数据与所述待测光源的多通道数据之间的欧氏距离，确定所述M组标准光源中所述欧氏距离最短的标准光源组为所述第一标准光源组，所述欧氏距离用于表示所述待测光源的多通道数据与所述拟合光源的多通道数据之间的偏差。
该实施例中，由于根据第一标准光源组的多通道数据及其对应的比例系数拟合得到的拟合光源的多通道数据，与该待测光源的多通道数据之间的欧氏距离最短，因此，利用第一标准光源组的多通道数据及其对应的比例系数计算得到的待测光源的三刺激值是最优的。
所述欧氏距离例如可以是所述待测光源的多通道数据和所述拟合光源的多通道数据中相同通道的数据差的平方和的算术平方根。
在一种实现方式中，所述第i组标准光源对应的比例系数是基于非负线性最小二乘法求解方程组T＝S×Coef得到的最优解，其中，T表示所述待测光源的多通道数据、S表示所述第i组标准光源的多通道数据，Coef表示所述第i组标准光源对应的比例系数。由于方程组T＝S×Coef可能为超定方程组，并不存在实数解，通过非负线性最小二乘法能够得到比例系数Coef的最优解。
在一种实现方式中，所述根据所述第一标准光源组的多通道数据、以及所述第一标准光源组对应的比例系数，确定所述待测光源的三刺激值，包括：根据所述第一标准光源组的多通道数据、所述第一标准光源组对应的比例系数、以及所述第一标准光源组中各标准光源对应的转换系数，确定所述待测光源的三刺激值，其中，每个标准光源对应的转换系数用于表示所述每个标准光源的多通道数据与其三刺激值之间的关系。
该实施例中，每个标准光源的RGB数据及其三刺激值之间的关系可以由一转换系数来表示，基于该转换系数，可以将该标准光源的RGB数据转换为其三刺激值。根据第一标准光源组中各标准光源的三刺激值及其对应的比例系数和转换系数，可以有效地确定待测光源的三刺激值。
例如，所述待测光源的三刺激值为所述第一标准光源组中的N个标准光源的三刺激值之和，其中，每个标准光源的三刺激值为所述每个标准光源的RGB通道数据、所述每个标准光源对应的比例系数和所述每个标准光源对应的转换系数之间的乘积。
在一种实现方式中，所述根据所述三刺激值，确定所述待测光源的色温，包括：根据所述三刺激值，确定所述待测光源的色度坐标；根据所述色度坐标，确定所述色温。
例如，所述根据所述色度坐标，确定所述色温，包括：根据CCT＝449n3+3525n2+6823.3n+5520.33、n＝(x-0.3320)/(0.1858-y)，确定所述色温，CCT为所述待测光源的相关色温，x和y为所述色度坐标。
在一种实现方式中，所述多通道数据包括红光通道的数据、绿光通道的数据、蓝光通道的数据、可见光通道的数据、以及未滤光的通道的数据，即该多通道数据包括RGBCW通道的数据。
在一种实现方式中，所述标准光源集合包括以下中的至少两种：2600K近黑体光源、3000K近黑体光源、4000K近黑体光源、5000K近黑体光源、6000K近黑体光源、7000K近黑体光源、8000K近黑体光源、2600K LED光源、3000K LED光源、4000K LED光源、5000K LED光源、6000K LED光源、7000K LED光源、8000K LED光源、D65光源、TL84光源、TL83光源、CWF光源、F/A光源、白炽灯光源、D75光源、D50光源。
第二方面，提供了一种色温检测的装置，包括：RGB传感器，用于采集待测光源的多通道数据；以及，处理器，用于：根据所述待测光源的多通道数据、以及第一标准光源组的多通道数据，确定所述第一标准光源组对应的比例系数，所述第一标准光源组对应的比例系数用于表示所述第一标准光源组中每个标准光源的多通道数据与所述待测光源的多通道数据之间的比例；根据所述第一标准光源组的多通道数据、以及所述第一标准光源组对应的比例系数，确定所述待测光源的三刺激值；根据所述三刺激值，确定所述待测光源的色温。
在一种实现方式中，所述处理器还用于：根据所述待测光源的多通道数据、以及M组标准光源的多通道数据，在所述M组标准光源中确定所述第一标准光源组，其中，每组标准光源中的标准光源的数量为N，所述M组标准光源包括标准光源集合中任意N个标准光源的组合，M为大于1的正整数，N为大于1的正整数。
在一种实现方式中，所述处理器具体用于：根据所述待测光源的多通道数据、以及所述M组标准光源中第i组标准光源的多通道数据，确定所述第i组标准光源对应的比例系数，i从1至M；根据所述第i组标准光源的多通道数据、以及所述第i组标准光源对应的比例系数，确定由所述第i组标准光源拟合得到的所述待测光源的拟合光源的多通道数据；根据所述拟合光源的多通道数据与所述待测光源的多通道数据之间的欧氏距离，确定所述M组标准光源中所述欧氏距离最短的标准光源组为所述第一标准光源组，所述欧氏距离用于表示所述待测光源的多通道数据与所述拟合光源的多通道数据之间的偏差。
在一种实现方式中，所述欧氏距离为所述待测光源的多通道数据和所述拟合光源的多通道数据中相同通道的数据差的平方和的算术平方根。
在一种实现方式中，所述第i组标准光源对应的比例系数是基于非负线性最小二乘法求解方程组T＝S×Coef得到的最优解，其中，T表示所述待测光源的多通道数据、S表示所述第i组标准光源的多通道数据，Coef表示所述第i组标准光源对应的比例系数。
在一种实现方式中，所述处理器具体用于：根据所述第一标准光源组的多通道数据、所述第一标准光源组对应的比例系数、以及所述第一标准光源组中各标准光源对应的转换系数，确定所述待测光源的三刺激值，其中，每个标准光源对应的转换系数用于表示所述每个标准光源的多通道数据与其三刺激值之间的关系。
在一种实现方式中，所述待测光源的三刺激值为所述第一标准光源组中的N个标准光源的三刺激值之和，其中，每个标准光源的三刺激值为所述每个标准光源的RGB通道数据、所述每个标准光源对应的比例系数和所述每个标准光源对应的转换系数之间的乘积。
在一种实现方式中，所述处理器具体用于：根据所述三刺激值，确定所述待测光源的色度坐标；根据所述色度坐标，确定所述色温。
在一种实现方式中，所述根据所述色度坐标，确定所述色温，包括：根据CCT＝449n3+3525n2+6823.3n+5520.33、n＝(x-0.3320)/(0.1858-y)，确定所述色温，CCT为所述待测光源的相关色温，x和y为所述色度坐标。
在一种实现方式中，所述多通道数据包括红光通道的数据、绿光通道的数据、蓝光通道的数据、可见光通道的数据、以及未滤光的通道的数据。
在一种实现方式中，所述标准光源集合包括以下中的至少两种：2600K近黑体光源、3000K近黑体光源、4000K近黑体光源、5000K近黑体光源、6000K近黑体光源、7000K近黑体光源、8000K近黑体光源、2600KLED光源、3000K LED光源、4000K LED光源、5000K LED光源、6000K LED光源、7000K LED光源、8000K LED光源、D65光源、TL84光源、TL83光源、CWF光源、F/A光源、白炽灯光源、D75光源、D50光源。
第三方面，提供了一种电子设备，包括：屏幕；以及，根据第二方面或第二方面的任一可能的实现方式中所述的色温检测的装置，其设置于所述屏幕的下方，用于检测所述电子设备所处的环境光的色温。
附图说明
图1是标准观察者配色函数；
图2是色彩空间色度图；
图3是屏幕对不同波段的光的透过率的示意图；
图4是B/R与理想黑体色温之间的关系曲线的示意图；
图5是RGB感光曲线的示意图；
图6是拟合三刺激值与标准的三刺激值的比较示意图；
图7是本申请实施例的色温检测的方法的示意性流程图；
图8是几种标准光源的RGBCW数据的示意图；
图9是本申请实施例的色温检测的装置的示意性框图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。
国际照明委员会(CIE)于1931年通过了三原色颜色的匹配实验，定义了标准观察者配色函数和XYZ三刺激值，用于量化人眼观察到的颜色属性。如图1所示的标准观察者配色函数，对于任意带有频谱功率分布I(λ)的颜色对应的三色刺激值(以下也简称三刺激值)XYZ分别为：
其中，
和
分别为红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)对应的配色函数。
某个光谱的三刺激值XYZ可以理解为，匹配该光谱所需的三种指定刺激的含量，即该光谱中理想红色(R)、理想绿色(G)和理想蓝色(B)的含量。
此外，CIE还制定了如图2所示的色彩空间色度图，用于量化颜色的色度坐标。将三刺激值XYZ转换为色度坐标xy的方式为：
色度坐标z＝1-x-y，x和y固定后，z也就固定了，因此图2中所示的色度坐标仅由x和y形成，x为横坐标，y为纵坐标，其相当于将z方向的数据压缩至x和y的坐标平面中。
光源的色温定义为与该光源发出相似的光的黑体辐射体所具有的开尔文温度(单位为K)，图2表示了不同色温的颜色在色度图中的坐标。图2中所示的弧线为黑体轨迹，与黑体轨迹相交的多个短线为等色温线。
当光源发出的光和黑体轨迹上的点接近但不重合时，用相关色温(CorrelatedColor Temperature，CCT)来进行描述。色度图上(x,y)位置的CCT的一种常用计算方法为McCamy近似公式：
CCT＝449n3+3525n2+6823.3n+5520.33，n＝(x-0.3320)/(0.1858-y)。
目前，市面上常见的光学传感器包括XYZ传感器、RGB传感器和多光谱传感器。其中，XYZ传感器的光谱响应曲线与CIE标准非常接近，能够得到较准确的色度坐标xy，进而根据色度坐标xy计算较准确的CCT，但其制造工艺复杂，且成本较高；RGB传感器主要响应于红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色的光，需要通过一些方式将RGB传感器采集到的RGB数据转换为三刺激值XYZ，再根据三刺激值XYZ计算CCT，RGB传感器的制造工艺简单，且成本较低，但是很难高精度地将采集到的RGB数据转换为三刺激值XYZ，最终得到的三刺激值XYZ的准确性较差；多光谱传感器采用大量通道描绘光源光谱的方式，更多地用在精度要求较很高的场景，其成本非常高。
随着手机等电子设备的发展，更多的电子设备需要具备根据外界的环境光自动调节屏幕色温的功能，RGB传感器由于其工艺简单且成本低的优势，更易被用在色温检测中。RGB传感器可以设置在电子设备的屏幕下方，并检测从屏幕透射下来的环境光。但是，例如图3所示，屏幕的玻璃盖板对不同波段的光的透过率是不均匀的，这就加剧了将RGB数据转换为三刺激值XYZ时引入的误差，难以得到准确的色温。
为此，可以通过以下方式，提高色温检测的精度。
在一种方式中，通过采集大量的标准光源的光谱数据，记录对应的RGB通道的数据与标准仪器例如照度计等的三刺激值XYZ，从而计算RGB数据与三刺激值XYZ最优的转换关系。该标准光源可以是CIE等组织定义的标准光源、近理想黑体光源或者日常光源等。这样，在实际应用中，便可以使用该转换关系，将RGB传感器采集的RGB数据转换为三刺激值XYZ，进而根据三刺激值XYZ计算CCT。
例如，采用D50标准光源照射标准24色卡中各个色块，记录RGB传感器和标准仪器对各个色块的反射光光谱的感应值[Ri Gi Bi]和[Xi Yi Zi]。
其中，
建立方程组
M为RGB数据与三刺激值XYZ之间的转换系数，或者称转换矩阵。使用代数法对该方程组进行求解，便可以得到转换系数M，也可以称为转换矩阵M。
在实际应用中，RGB传感器采集到待测光源的RGB数据后，基于[X Y Z]＝[R G B]*M，便可以得到该待测光源的三刺激值XYZ，进而根据三刺激值XYZ计算CCT。
但是对于这种方式，RGB传感器采集的RGB数据并不能通过转换系数M准确地转换为标准的三刺激值XYZ。例如，如图5和图6所示，其中图5是RGB传感器采集的RGB感光曲线，基于图5可以得到待测光源的RGB数据，图6是根据转换系数M对RGB数据进行转换得到的三刺激值XYZ(实线所示的拟合X、拟合Y和拟合Z)和CIE标准的三刺激值XYZ(虚线所示的标准X、标准Y和标准Z)，可以看出，三刺激值中的X和Z与标准值之间的差异很大，这会导致某些光源的计算误差难以忍受。实际上，经过大量验证发现，使用单一的转换系数M计算三刺激值XYZ的方式会使某些类型的光源或混合光源的三刺激值XYZ的计算误差非常大。
在另一种方式中，可以利用理想黑色体色温在色度图上近似线性的特征估算CCT。从图2中所示的黑体轨迹可知，色温在3000K-8000K的轨迹呈现近似性关系，因此可以通过RGB传感器采集的B通道和R通道的数据的比值B/R和色温值，拟合得到线性函数，例如图4所示的B/R与理想黑体色温之间的关系曲线，从而利用该线性函数粗略地估算CCT。这里，由于红色波段与蓝色波段之间的间隔较远，重叠区域较小，因此利用B/R的值与色温值进行拟合，可以得到相对准确的线性函数。这种方式不需要计算色度坐标x和y，对于要求得到色度坐标的场景不适用；并且对于不在黑体轨迹上的相关色温，该方式的差异会比较大。
通常，光谱f(λ)可以由N种光谱组成，记作f1(λ)、f2(λ)…fn(λ)，那么，则有f(λ)＝f1(λ)+f2(λ)+…+fn(λ)。
于是，CIE标准三刺激值
类似地，可以得到，Y＝Y1+Y2+…+Yn；Z＝Z1+Z2+…+Zn。
可见，每个光谱的刺激值XYZ可以由多个三刺激值分量组成，由于RGB传感器无法利用单一的转换系数M将所有光源的RGB数据都准确地转换至其三刺激值XYZ，因此，本申请实施例中，可以将待测光源看作是多个分量光源的组合，分别计算多个分量光源的三刺激值XYZ，再将多个分量光源的三刺激值XYZ求和，得到待测光源的三刺激值XYZ。
以下，结合图7和图8，详细描述本申请实施例的色温检测的方法。
图7示出了本申请实施例的色温检测的方法。如图7所示，色温检测的方法100包括以下步骤中的部分或全部。
在步骤110中，根据待测光源的多通道数据、以及第一标准光源组的多通道数据，确定第一标准光源组对应的比例系数。
其中，第一标准光源组对应的比例系数用于表示第一标准光源组中每个标准光源的多通道数据与待测光源的多通道数据之间的比例，其在一定程度上体现了第一标准光源组中各标准光源对该待测光源的贡献量的比重。
在步骤120中，根据第一标准光源组的多通道数据、以及第一标准光源组对应的比例系数，确定待测光源的三刺激值。
在步骤130中，根据待测光源的三刺激值，确定待测光源的色温。
该色温可以为上述的CCT。
这里，所述的多通道数据为RGB传感器的不同颜色通道上采集的数据，相互独立的通道越多，描述待测光源的特征就越精确，匹配算法效果越好，因此可以通过增加通道数量来提高检测结果的精度，但相应的成本和计算复杂度也会增加。例如，该多通道数据可以包括R通道的数据、G通道的数据和B通道的数据；或者，该多通道数据可以包括R通道的数据、G通道的数据、B通道的数据、C通道的数据和W的通道的数据。其中，R通道为只透红光的光波段滤波器(Color Filter，CF)通道，G通道为只透绿光的CF通道，B通道为只透蓝光的CF通道，W通道为没有滤光处理的通道。以下，以多通道包括RGBCW通道为例对方法100进行详细描述。
本申请实施例中，是利用一组标准光源来表征待测光源，根据待测光源的多通道数据和该组标准光源中每个标准光源的多通道数据，确定该标准光源组中每个标准光源的多通道数据与待测光源的多通道数据之间的比例系数，并根据该组标准光源的多通道数据及其对应的比例系数，确定待测光源的三刺激值XYZ，进而根据三刺激值XYZ确定待测光源的色温。当方法100应用于电子设备的屏幕下方进行环境光检测时，方法100可以有效改善屏幕对不同波段的透过率不均匀导致的色温计算误差。
第一标准光源组可以包括指定的N个标准光源，N为大于1的正整数。标准光源的数量N越小，计算速度越快，但是精度较差；N越大，精度越高，但是计算速度较慢。可以根据实际情况确定合适的N值。优选地，N小于或等于3。
第一标准光源组也可以是从M组标准光源中选择出来的一组标准光源，M为大于1的正整数，其中每组标准光源中的标准光源的数量小于或等于N。即，从M组标准光源中选择一组标准光源用于当前待测光源的色温检测。通过在M组标准光源中选择与待测光源最匹配的第一标准光源组，并利用第一标准光源组的多通道数据及其对应的比例系数，确定待测光源的三刺激值XYZ，进而根据该三刺激值XYZ确定待测光源的色温，能够进一步提高色温检测的准确性。
M组标准光源可以包括标准光源集合中任意数量小于N的标准光源的组合，例如，M组标准光源可以是遍历标准光源集合中所有可能的N个标准光源得到的M组标准光源。
该标准光源集合例如可以包括以下标准光源中的至少两种：2600K近黑体光源、3000K近黑体光源、4000K近黑体光源、5000K近黑体光源、6000K近黑体光源、7000K近黑体光源、8000K近黑体光源、2600KLED光源、3000K LED光源、4000K LED光源、5000K LED光源、6000K LED光源、7000K LED光源、8000K LED光源、D65光源、TL84光源、TL83光源、CWF光源、F/A光源、白炽灯光源、D75光源、D50光源。
标准光源集中的标准光源的数量越多，可以提高计算精度，但是计算速度会降低；减少标准光源集中的标准光源的数量，可有效提高计算速度。通过调整标准光源集中的标准光源的数量，兼顾检测精度和计算速度。
该标准光源集合中每个标准光源具有各自的多通道数据、以及用于将其RGB数据转换为其三刺激值XYZ的转换系数M等。
在一种实现方式中，在方法100中，在确定待测光源的三刺激值XYZ之前，可以根据待测光源的多通道数据、以及M组标准光源中各标准光源的多通道数据，在M组标准光源中确定第一标准光源组。
例如，首先，根据待测光源的多通道数据、以及M组标准光源中第i组标准光源的多通道数据，确定第i组标准光源对应的比例系数，i从1至M；其次，根据第i组标准光源的多通道数据、以及第i组标准光源对应的比例系数，确定由第i组标准光源拟合得到的待测光源的拟合光源的多通道数据；最后，根据拟合光源的多通道数据与待测光源的多通道数据之间的欧氏距离，确定M组标准光源中欧氏距离最短的标准光源组为第一标准光源组。
其中，该欧氏距离表示待测光源的多通道数据与拟合光源的多通道数据之间的偏差，例如，该欧氏距离可以标识为待测光源的多通道数据和拟合光源的多通道数据中相同通道的数据差的平方和的算术平方根。
将待测光源的多通道数据表示为T，将第i组标准光源的多通道数据表示为S，将第i组标准光源对应的比例系数表示为Coef，则可以建立方程组T＝S×Coef，Coef表示第i组标准光源中每个标准光源的多通道数据与待测光源的多通道数据之间的比例关系。由于方程组T＝S×Coef可能为超定方程组，并不存在实数解，因此可以通过合适的计算方式，例如非负线性最小二乘法等，对方程组T＝S×Coef进行求解，以得到Coef的最优解。非负线性最小二乘法例如可以参考Lawson和Hanson于1974年发表的相关方法，为了简洁，此处不再赘述。
举例来说，RGB传感器具有五个通道RGBCW。首先，需要获取RGB传感器采集的待测光源的RGBCW数据T，并从数据集中选择M组标准光源中第i组标准光源的RGBCW数据S。假设每个标准光源组包括S1、S2和S3三个标准光源。
其中，
建立方程组
并计算Coef。由于该方程组为超定方程组，可能不存在实数解，因此可以使用例如使用非负线性最小二乘法等求得Coef的最优解，该最优解记作Coefbest。
其次，确定由标准光源S1、S2和S3拟合得到的拟合光源的RGBCW数据，用F表示。建立方程组
并计算待测光源的RGBCW数据T及其拟合光源的RGBCW数据F之间的欧氏距离DFT，DFT例如可以是F和T中相同通道的数据差的平方和的算术平方根。
依次对M组标准光源的RGBCW数据进行上述计算，得到由每组标准光源拟合得到拟合光源的RGBCW数据T及其与待测光源的RGBCW数据F之间的欧式距离，并选择最小欧氏距离对应的一组标准光源作为第一标准光源组。
这样，就从M组标准光源中确定出第一标准光源组。由于根据第一标准光源组的多通道数据及其对应的比例系数拟合得到的拟合光源的多通道数据，与该待测光源的多通道数据之间的欧氏距离最短，因此，利用第一标准光源组的多通道数据及其对应的比例系数计算得到的待测光源的三刺激值XYZ是最优的。
当确定第一标准光源组后，需要基于第一标准光源组的相关数据，计算待测光源的三刺激值XYZ。在一种实现方式中，步骤120包括：根据第一标准光源组的多通道数据、第一标准光源组对应的比例系数、以及第一标准光源组中各标准光源对应的转换系数，确定待测光源的三刺激值，其中，每个标准光源对应的转换系数用于表示每个标准光源的多通道数据与其三刺激值之间的关系。
例如，待测光源的三刺激值XYZ可以是第一标准光源组中的N个标准光源的三刺激值之和，其中，每个标准光源的三刺激值为每个标准光源的RGB通道数据、每个标准光源对应的比例系数和每个标准光源对应的转换系数之间的乘积。
第一标准光源组中每个标准光源的RGB数据及其三刺激值之间的关系由对应的转换系数来表示。假设第一标准光源组中的标准光源包括P1、P2和P3，且标准光源P1、P2和P3对应的转换系数分别为Mp1、Mp2、Mp3，标准光源P1、P2和P3的RGB数据分别为[Rp1 Gp1 Bp1]、[Rp2Gp2 Bp2]、[Rp3 Gp3 Bp3]，基于前述步骤得到的标准光源P1、P2和P3对应的比例系数的最优解分别为Coefp1、Coefp2、Coefp3，即
于是，待测光源的三刺激值XYZ为：
[XYZ]＝Coefp1*[Rp1 Gp1 Bp1]*Mp1+Coefp2*[Rp2 Gp2 Bp2]*Mp2+Coefp3*[Rp3 Gp3 Bp3]*Mp3。
可以看出，在本申请实施例中，是将待测光源看作是一组标准光源的组合，在标准光源集合中寻找最佳的光源组合即第一标准光源组来拟合待测光源，并获得第一标准光源组中各个标准光源的RGBCW数据在待测光源的RGBCW数据中所占的比例，使得RGBCW＝RGBCW1×Coef1+RGBCW2×Coef2+......+RGBCWn×Coefn。图8示出了几种标准光源的RGBCW数据。
在得到第一标准光源组中各个标准光源对应的比例系数Coef1至Coefn后，第一标准光源组中每个标准光源的三刺激值可以基于其RGB数据、对应的比例系数和转换系数得到，即XYZ1＝RGB1×Coef1×M1，XYZ2＝RGB2×Coef2×M2，......，XYZn＝RGBn×Coefn×Mn。对该组标准光源中各个标准光源的三刺激值求和，便得到的待测光源的三刺激值XYZ＝XYZ1+XYZ2+……+XYZn。
在一种实现方式中，在步骤130中，根据三刺激值XYZ，确定待测光源的色温，包括：根据三刺激值XYZ，确定待测光源的色度坐标xy；根据该色度坐标xy，确定待测光源的色温。
例如，待测光源的色度坐标x和y，分别为x＝X/(X+Y+Z)和y＝X/(X+Y+Z)。
例如，待测光源的相关色温CCT＝449n3+3525n2+6823.3n+5520.33，其中n＝(x-0.3320)/(0.1858-y)。
经过大量测试可知，本申请实施例的色温检测的方法100，能够大幅提高CCT的计算精度，对于单一光源而言，CCT的计算误差可以控制在5％以内，对于相对复杂的光源或者组合光源，CCT的计算误差可以控制在10％以内。相比于传统方式计算CCT能够达到的15％的计算精度，本申请的色温检测的方法100能够更精确地检测光源色温，有效解决了屏幕对不同波段光的透过率不均匀导致的单一转换系数适用性差的问题，使得RGB传感器能够广泛地应用于屏下，以实现屏下光学检测。
本申请实施例还提供了一种色温检测的装置200，如图9所示，色温检测的装置200包括RGB传感器210和处理器220。装置200用于执行上述任一实施例中所述的方法100。处理器220可以与RGB传感器210集成于同一芯片；也可以独立于RGB传感器210设置，例如处理器220为电子设备的处理器比如CPU等。
RGB传感器210用于：采集待测光源的多通道数据。
处理器220用于：根据待测光源的多通道数据、以及第一标准光源组的多通道数据，确定第一标准光源组对应的比例系数，第一标准光源组对应的比例系数用于表示第一标准光源组中每个标准光源的多通道数据与待测光源的多通道数据之间的比例；根据第一标准光源组的多通道数据、以及第一标准光源组对应的比例系数，确定待测光源的三刺激值；根据三刺激值，确定待测光源的色温。
在一种实现方式中，处理器220还用于：根据待测光源的多通道数据、以及M组标准光源的多通道数据，在M组标准光源中确定第一标准光源组，其中，每组标准光源中的标准光源的数量为N，M组标准光源包括标准光源集合中任意N个标准光源的组合，M为大于1的正整数，N为大于1的正整数。
在一种实现方式中，处理器220具体用于：根据待测光源的多通道数据、以及M组标准光源中第i组标准光源的多通道数据，确定第i组标准光源对应的比例系数，i从1至M；根据第i组标准光源的多通道数据、以及第i组标准光源对应的比例系数，确定由第i组标准光源拟合得到的待测光源的拟合光源的多通道数据；根据拟合光源的多通道数据与待测光源的多通道数据之间的欧氏距离，确定M组标准光源中欧氏距离最短的标准光源组为第一标准光源组，欧氏距离用于表示待测光源的多通道数据与拟合光源的多通道数据之间的偏差。
在一种实现方式中，欧氏距离为待测光源的多通道数据和拟合光源的多通道数据中相同通道的数据差的平方和的算术平方根。
在一种实现方式中，第i组标准光源对应的比例系数是基于非负线性最小二乘法求解方程组T＝S×Coef得到的最优解，其中，T表示待测光源的多通道数据、S表示第i组标准光源的多通道数据，Coef表示第i组标准光源对应的比例系数。
在一种实现方式中，处理器220具体用于：根据第一标准光源组的多通道数据、第一标准光源组对应的比例系数、以及第一标准光源组中各标准光源对应的转换系数，确定待测光源的三刺激值，其中，每个标准光源对应的转换系数用于表示每个标准光源的多通道数据与其三刺激值之间的关系。
在一种实现方式中，待测光源的三刺激值为第一标准光源组中的N个标准光源的三刺激值之和，其中，每个标准光源的三刺激值为每个标准光源的RGB通道数据、每个标准光源对应的比例系数和每个标准光源对应的转换系数之间的乘积。
在一种实现方式中，处理器220具体用于：根据三刺激值，确定待测光源的色度坐标；根据色度坐标，确定色温。
在一种实现方式中，根据色度坐标，确定色温，包括：根据CCT＝449n3+3525n2+6823.3n+5520.33、n＝(x-0.3320)/(0.1858-y)，确定所述色温，CCT为所述待测光源的相关色温，x和y为所述色度坐标。
应理解，装置200的具体特征可以参考前述方法实施例中的相关描述，为了简洁，这里不再赘述。
本申请实施例还提供一种电子设备，包括：屏幕；以及，根据上述任一实施例中所述的色温检测的装置，其设置于屏幕的下方，用于检测电子设备所处的环境光的色温。该屏幕例如可以是OLED。
作为示例而非限定，本申请实施例中的电子设备可以为终端设备、手机、平板电脑、笔记本电脑、台式机电脑、游戏设备、车载电子设备或穿戴式智能设备等便携式或移动计算设备，以及电子数据库、汽车、银行自动柜员机(Automated Teller Machine，ATM)等其他电子设备。该穿戴式智能设备包括功能全、尺寸大、可不依赖智能手机实现完整或部分功能的设备，例如智能手表或智能眼镜等，以及包括只专注于某一类应用功能并且需要和其它设备如智能手机配合使用的设备，例如各类进行体征监测的智能手环、智能首饰等设备。
需要说明的是，在不冲突的前提下，本申请描述的各个实施例和/或各个实施例中的技术特征可以任意的相互组合，组合之后得到的技术方案也应落入本申请的保护范围。
本申请实施例中所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的方法实施例的一些特征可以忽略或者不执行。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，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，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统。另外，各单元之间的耦合或各个组件之间的耦合可以是直接耦合，也可以是间接耦合，上述耦合包括电的、机械的或其它形式的连接。
本领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的装置和设备的具体工作过程以及产生的技术效果，可以参考前述方法实施例中对应的过程和技术效果，在此不再赘述。
应理解，本申请实施例中的具体的例子只是为了帮助本领域技术人员更好地理解本申请实施例，而非限制本申请实施例的范围，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形均落在本申请的保护范围内。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (23)
1.一种色温检测的方法，其特征在于，所述方法包括：
根据待测光源的多通道数据、以及第一标准光源组的多通道数据，确定所述第一标准光源组对应的比例系数，所述第一标准光源组对应的比例系数用于表示所述第一标准光源组中每个标准光源的多通道数据与所述待测光源的多通道数据之间的比例；
根据所述第一标准光源组的多通道数据、以及所述第一标准光源组对应的比例系数，确定所述待测光源的三刺激值；
根据所述三刺激值，确定所述待测光源的色温。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述确定所述待测光源的三刺激值之前，所述方法还包括：
根据所述待测光源的多通道数据、以及M组标准光源的多通道数据，在所述M组标准光源中确定所述第一标准光源组，其中，每组标准光源中的标准光源的数量为N，所述M组标准光源包括标准光源集合中任意N个标准光源的组合，M为大于1的正整数，N为大于1的正整数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述待测光源的多通道数据、以及M组标准光源的多通道数据，在所述M组标准光源中确定所述第一标准光源组，包括：
根据所述待测光源的多通道数据、以及所述M组标准光源中第i组标准光源的多通道数据，确定所述第i组标准光源对应的比例系数，i从1至M；
根据所述第i组标准光源的多通道数据、以及所述第i组标准光源对应的比例系数，确定由所述第i组标准光源拟合得到的所述待测光源的拟合光源的多通道数据；
根据所述拟合光源的多通道数据与所述待测光源的多通道数据之间的欧氏距离，确定所述M组标准光源中所述欧氏距离最短的标准光源组为所述第一标准光源组，所述欧氏距离用于表示所述待测光源的多通道数据与所述拟合光源的多通道数据之间的偏差。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述欧氏距离为所述待测光源的多通道数据和所述拟合光源的多通道数据中相同通道的数据差的平方和的算术平方根。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述第i组标准光源对应的比例系数是基于非负线性最小二乘法求解方程组T＝S×Coef得到的最优解，其中，T表示所述待测光源的多通道数据、S表示所述第i组标准光源的多通道数据，Coef表示所述第i组标准光源对应的比例系数。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一标准光源组的多通道数据、以及所述第一标准光源组对应的比例系数，确定所述待测光源的三刺激值，包括：
根据所述第一标准光源组的多通道数据、所述第一标准光源组对应的比例系数、以及所述第一标准光源组中各标准光源对应的转换系数，确定所述待测光源的三刺激值，其中，每个标准光源对应的转换系数用于表示所述每个标准光源的多通道数据与其三刺激值之间的关系。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述待测光源的三刺激值为所述第一标准光源组中的N个标准光源的三刺激值之和，其中，每个标准光源的三刺激值为所述每个标准光源的RGB通道数据、所述每个标准光源对应的比例系数和所述每个标准光源对应的转换系数之间的乘积。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述三刺激值，确定所述待测光源的色温，包括：
根据所述三刺激值，确定所述待测光源的色度坐标；
根据所述色度坐标，确定所述色温。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述色度坐标，确定所述色温，包括：
根据CCT＝449n3+3525n2+6823.3n+5520.33、n＝(x-0.3320)/(0.1858-y)，确定所述色温，CCT为所述待测光源的相关色温，x和y为所述色度坐标。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述多通道数据包括红光通道的数据、绿光通道的数据、蓝光通道的数据、可见光通道的数据、以及未滤光的通道的数据。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述标准光源集合包括以下中的至少两种：
2600K近黑体光源、3000K近黑体光源、4000K近黑体光源、5000K近黑体光源、6000K近黑体光源、7000K近黑体光源、8000K近黑体光源、2600K LED光源、3000K LED光源、4000K LED光源、5000K LED光源、6000K LED光源、7000K LED光源、8000K LED光源、D65光源、TL84光源、TL83光源、CWF光源、F/A光源、白炽灯光源、D75光源、D50光源。
12.一种色温检测的装置，其特征在于，包括：
RGB传感器，用于采集待测光源的多通道数据；以及，
处理器，用于：
根据所述待测光源的多通道数据、以及第一标准光源组的多通道数据，确定所述第一标准光源组对应的比例系数，所述第一标准光源组对应的比例系数用于表示所述第一标准光源组中每个标准光源的多通道数据与所述待测光源的多通道数据之间的比例；
根据所述第一标准光源组的多通道数据、以及所述第一标准光源组对应的比例系数，确定所述待测光源的三刺激值；
根据所述三刺激值，确定所述待测光源的色温。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述处理器还用于：
根据所述待测光源的多通道数据、以及M组标准光源的多通道数据，在所述M组标准光源中确定所述第一标准光源组，其中，每组标准光源中的标准光源的数量为N，所述M组标准光源包括标准光源集合中任意N个标准光源的组合，M为大于1的正整数，N为大于1的正整数。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述处理器具体用于：
根据所述待测光源的多通道数据、以及所述M组标准光源中第i组标准光源的多通道数据，确定所述第i组标准光源对应的比例系数，i从1至M；
根据所述第i组标准光源的多通道数据、以及所述第i组标准光源对应的比例系数，确定由所述第i组标准光源拟合得到的所述待测光源的拟合光源的多通道数据；
根据所述拟合光源的多通道数据与所述待测光源的多通道数据之间的欧氏距离，确定所述M组标准光源中所述欧氏距离最短的标准光源组为所述第一标准光源组，所述欧氏距离用于表示所述待测光源的多通道数据与所述拟合光源的多通道数据之间的偏差。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述欧氏距离为所述待测光源的多通道数据和所述拟合光源的多通道数据中相同通道的数据差的平方和的算术平方根。
16.根据权利要求14或15所述的装置，其特征在于，所述第i组标准光源对应的比例系数是基于非负线性最小二乘法求解方程组T＝S×Coef得到的最优解，其中，T表示所述待测光源的多通道数据、S表示所述第i组标准光源的多通道数据，Coef表示所述第i组标准光源对应的比例系数。
17.根据权利要求12至15中任一项所述的装置，其特征在于，所述处理器具体用于：
根据所述第一标准光源组的多通道数据、所述第一标准光源组对应的比例系数、以及所述第一标准光源组中各标准光源对应的转换系数，确定所述待测光源的三刺激值，其中，每个标准光源对应的转换系数用于表示所述每个标准光源的多通道数据与其三刺激值之间的关系。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述待测光源的三刺激值为所述第一标准光源组中的N个标准光源的三刺激值之和，其中，每个标准光源的三刺激值为所述每个标准光源的RGB通道数据、所述每个标准光源对应的比例系数和所述每个标准光源对应的转换系数之间的乘积。
19.根据权利要求12至15中任一项所述的装置，其特征在于，所述处理器具体用于：
根据所述三刺激值，确定所述待测光源的色度坐标；
根据所述色度坐标，确定所述色温。
20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述根据所述色度坐标，确定所述色温，包括：
根据CCT＝449n3+3525n2+6823.3n+5520.33、n＝(x-0.3320)/(0.1858-y)，确定所述色温，CCT为所述待测光源的相关色温，x和y为所述色度坐标。
21.根据权利要求12至15中任一项所述的装置，其特征在于，所述多通道数据包括红光通道的数据、绿光通道的数据、蓝光通道的数据、可见光通道的数据、以及未滤光的通道的数据。
22.根据权利要求12至15中任一项所述的装置，其特征在于，所述标准光源集合包括以下中的至少两种：
2600K近黑体光源、3000K近黑体光源、4000K近黑体光源、5000K近黑体光源、6000K近黑体光源、7000K近黑体光源、8000K近黑体光源、2600KLED光源、3000K LED光源、4000K LED光源、5000K LED光源、6000K LED光源、7000K LED光源、8000K LED光源、D65光源、TL84光源、TL83光源、CWF光源、F/A光源、白炽灯光源、D75光源、D50光源。
23.一种电子设备，其特征在于，包括：
屏幕；以及，
根据权利要求12至22中任一项所述的色温检测的装置，设置于所述屏幕的下方，用于检测所述电子设备所处的环境光的色温。
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