CN117615481B - 自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合系统及方法 - Google Patents
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- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
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- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
- H05B45/20—Controlling the colour of the light
Abstract
本申请公开了一种自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合系统及方法。所述自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合方法包括:获取多基色光源的工作温度、用户输入数据,其中,所述用户输入数据包括各个所述基色光源的调色参数输入数据;基于所述用户输入数据,计算各个所述基色光源对应的原始占空比和原始目标混色的色坐标;以及,基于所述多基色光源的工作温度、所述用户输入数据和标定的各个所述基色光源在不同温度下处于最大亮度时的色坐标,确定不同温度下各个所述基色光源对应的新占空比。所述自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合方法能够解决因温度变化引起各个所述基色光源色坐标的漂移问题和调光过程中的亮度闪烁的问题。
Description
技术领域
本申请涉及灯具调光技术领域,具体涉及一种自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合系统及方法。
背景技术
最新的情景照明科技充分利用数字技术,通过重塑光的存在状态,调动光的表现力和艺术创造力,实现了再现具有情节性和戏剧性的空间主题场景的目标。这样的技术不仅具备艺术的感染力,还能创造出令人着迷的空间景象。
情景照明中,对灯光色彩的精准度要求较高。在实际应用中,可通过色坐标表征色彩。
色坐标(chromaticity coordinate),就是颜色的坐标,也叫表色系。常用的色坐标,横轴为x,纵轴为y。有了色坐标,可以在色度图上确定一个点。这个点(色坐标)精确表示了发光颜色。如下图1,是CIE-1931色坐标系统,即,CIE-1931色度图。
在情景照明中,主要通过调光混色实现灯光色彩变换,进而实现场景切换。调光混色的过程是通过改变各基色的电流大小实现。然而,照明光源通常为LED。LED的发光材料通常由半导体材料构成,在高温下会发生晶格热膨胀,导致晶格参数发生变化,从而影响材料的能带结构和能带宽度,改变材料的光学性质,进而导致LED的发光波长发生变化。
LED在工作时会产生较大热量,温度的升高会导致LED内部的载流子浓度增加,从而改变了材料的电性质,进而改变了发光材料的发光特性。此外,温度升高还会引起材料中的杂质、缺陷等的扩散或迁移,进一步影响LED的发光特性。因此,当LED的工作温度发生变化时,LED发光材料的能带结构、电学性质及杂质、缺陷等的分布都会发生变化,从而导致色坐标产生漂移。
LED温度还会受环境温度和通电时长所左右。正如图2所示,温度的升高会导致RGB基色的色坐标(x,y)发生较大的漂移。这引起了混色时的漂移现象,对灯光艺术的空间景象产生了不良影响,使艺术创造力和感染力大大降低。
此外,在调光混色的过程中,还会出现亮度闪烁的问题。
发明内容
本申请的一优势在于提供了一种自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合系统及方法,其中,所述自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合方法能够解决因温度变化引起各个所述基色光源色坐标的漂移问题。
本申请的另一优势在于提供了一种自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合系统及方法,其中,所述自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合方法能够改善调光过程中的亮度闪烁的问题。
本申请的又一优势在于提供了一种自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合系统及方法,其中,所述自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合方法采用了偏差微调最小波动算法,能够最大限度和最优化的方式确保亮度调节的稳定性。
本申请的又一优势在于提供了一种自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合系统及方法,其中,所述自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合方法引入各个所述基色光源的亮度和色度参数来进行配色运算,能够实现较为精准的闭环配色,能够保证配色准确性和一致性。
根据本申请的一个方面,提供了一种自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合方法,其包括:获取多基色光源的工作温度、用户输入数据,其中,所述用户输入数据包括各个所述基色光源的调色参数输入数据;基于所述用户输入数据,计算各个所述基色光源对应的原始占空比和原始目标混色的色坐标;以及基于所述多基色光源的工作温度、所述用户输入数据和标定的各个所述基色光源在不同温度下处于最大亮度时的色坐标,确定不同温度下各个所述基色光源对应的新占空比。
在根据本申请所述的自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合方法的一实施方式中,所述自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合方法还包括:测定各个所述基色光源在预设温度时固有的亮色参数,所述亮色参数包括:在黑房中时各个所述基色光源的最大亮度值、在黑房中各个所述基色光源处于最大亮度时的色坐标;和标定各个所述基色光源在不同温度下的色坐标。
在根据本申请所述的自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合方法的一实施方式中,基于以下算式计算各个所述基色光源的原始占空比:;其中,m表示各个基色光源; D m 表示各个所述基色光源的原始占空比;C m 表示各个基色光源的调色参数输入数据;N表示亮度等级的最大值;基于以下算式计算原始目标混色的色坐标:
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其中,表示原始目标混色的色坐标;/>表示原始目标混色的色坐标的横坐标,/>表示原始目标混色的色坐标的纵坐标;D 1 表示第一基色光源对应的原始占空比;D 2 表示第二基色光源对应的原始占空比;D m 表示第m基色光源对应的原始占空比;L 1 表示第一基色光源在黑房中时的最大亮度值;L 2 表示第二基色光源在黑房中时的最大亮度值;L m 表示第m基色光源在黑房中时的最大亮度值;x 1 表示第一基色光源在黑房中处于最大亮度时色坐标中的横坐标值;x 2 表示第二基色光源在黑房中处于最大亮度时色坐标中的横坐标值;x m 表示第m基色光源在黑房中处于最大亮度时色坐标中的横坐标值y 1 表示第一基色光源在黑房中处于最大亮度时色坐标中的纵坐标值;y 2 表示第二基色光源在黑房中处于最大亮度时色坐标中的纵坐标值;y m 表示第m基色光源在黑房中处于最大亮度时色坐标中的纵坐标值。
在根据本申请所述的自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合方法的一实施方式中,通过目标函数和预设的约束条件计算各个所述基色光源对应的新占空比,其中,所述目标函数为:其中,S表示总调节偏差,minS表示总调节偏差的最小值;/>表示第k基色光源的正偏差调节的决策变量;/>表示第k基色光源的负偏差调节的决策变量;/>表示各个基色光源的正偏差调节的决策变量之和;/>表示各个基色光源的负偏差调节的决策变量之和;所述预设的约束条件包括:
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其中,下标k遍历1,2,…,m;表示原始目标混色的色坐标;/>表示原始目标混色的色坐标的横坐标,/>表示原始目标混色的色坐标的纵坐标;/>表示第一基色光源对应的新占空比;/>表示第二基色光源对应的新占空比;/>表示第m基色光源对应的新占空比;L 1 表示第一基色光源在黑房中时的最大亮度值;L 2 表示第二基色光源在黑房中时的最大亮度值;L m 表示第m基色光源在黑房中时的最大亮度值; x 1,t 表示第一基色光源在其工作温度下对应的标定的色坐标中的横坐标值;x 2,t 表示第二基色光源在其工作温度下对应的标定的色坐标中的横坐标值;x m,t 表示第m基色光源在其工作温度下对应的标定的色坐标中的横坐标值; y 1,t 表示第一基色光源对应的标定的色坐标中的纵坐标值; y i,t 表示第二基色光源对应的标定的色坐标中的纵坐标值;y m,t 表示第m基色光源对应的标定的色坐标中的纵坐标值。
在根据本申请所述的自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合方法的一实施方式中,所述自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合方法还包括:当所述基色光源的工作温度发生单位间隔变化时,判定所述基色光源进入下一状态,再次执行以下步骤:基于所述多基色光源的工作温度、所述用户输入数据和标定的各个所述基色光源在不同温度下处于最大亮度时的色坐标,确定不同温度下各个所述基色光源对应的新占空比;其中,该状态中的各个基色光源对应的原始占空比为上一状态中各个基色光源对应的新占空比。
在根据本申请所述的自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合方法的一实施方式中,所述自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合方法还包括:当监测到用户输入数据更新时,再次执行以下步骤:获取多基色光源的工作温度、用户输入数据,其中,所述用户输入数据包括各个所述基色光源的调色参数输入数据;基于所述用户输入数据,计算各个所述基色光源对应的原始占空比和原始目标混色的色坐标;以及基于所述多基色光源的工作温度、所述用户输入数据和标定的各个所述基色光源在不同温度下处于最大亮度时的色坐标,确定不同温度下各个所述基色光源对应的新占空比。
根据本申请的另一个方面,提供了一种自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合系统,其包括:多基色光源,所述多基色光源包括多个基色光源和用于测定各个所述基色光源工作温度的温度检测装置;光源驱动器,所述光源驱动器连接于所述多基色光源;以及控制装置,所述控制装置连接于所述光源驱动器;其中,所述控制装置用于向所述光源驱动器输出PWM信号,并用于:获取多基色光源的工作温度、用户输入数据,其中,所述用户输入数据包括各个所述基色光源的调色参数输入数据;基于所述用户输入数据,计算各个所述基色光源对应的原始占空比和原始目标混色的色坐标;以及基于所述多基色光源的工作温度、所述用户输入数据和标定的各个所述基色光源在不同温度下处于最大亮度时的色坐标,确定不同温度下各个所述基色光源对应的新占空比。
在根据本申请所述的自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合系统的一实施方式中,所述控制装置用于基于以下算式计算各个所述基色光源的原始占空比:;其中,m表示各个基色光源;D m 表示各个所述基色光源的原始占空比;C m 表示各个基色光源的调色参数输入数据;N表示亮度等级的最大值;所述控制装置用于基于以下算式计算原始目标混色的色坐标:
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其中,表示原始目标混色的色坐标;/>表示原始目标混色的色坐标的横坐标,/>表示原始目标混色的色坐标的纵坐标;D 1 表示第一基色光源对应的原始占空比;D 2 表示第二基色光源对应的原始占空比;D m 表示第m基色光源对应的原始占空比;L 1 表示第一基色光源在黑房中时的最大亮度值;L 2 表示第二基色光源在黑房中时的最大亮度值;L m 表示第m基色光源在黑房中时的最大亮度值;x 1 表示第一基色光源在黑房中处于最大亮度时色坐标中的横坐标值;x 2 表示第二基色光源在黑房中处于最大亮度时色坐标中的横坐标值;x m 表示第m基色光源在黑房中处于最大亮度时色坐标中的横坐标值y 1 表示第一基色光源在黑房中处于最大亮度时色坐标中的纵坐标值;y 2 表示第二基色光源在黑房中处于最大亮度时色坐标中的纵坐标值;y m 表示第m基色光源在黑房中处于最大亮度时色坐标中的纵坐标值。
在根据本申请所述的自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合系统的一实施方式中,所述控制装置还用于通过目标函数和预设的约束条件计算各个所述基色光源对应的新占空比,其中,所述目标函数为:其中,S表示总调节偏差,minS表示总调节偏差的最小值;/>表示第k基色光源的正偏差调节的决策变量;/>表示第k基色光源的负偏差调节的决策变量;/>表示各个基色光源的正偏差调节的决策变量之和;/>表示各个基色光源的负偏差调节的决策变量之和;所述预设的约束条件包括:
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其中,下标k遍历1,2,…,m;表示原始目标混色的色坐标;/>表示原始目标混色的色坐标的横坐标,/>表示原始目标混色的色坐标的纵坐标;/>表示第一基色光源对应的新占空比;/>表示第二基色光源对应的新占空比;/>表示第m基色光源对应的新占空比;L 1 表示第一基色光源在黑房中时的最大亮度值;L 2 表示第二基色光源在黑房中时的最大亮度值;L m 表示第m基色光源在黑房中时的最大亮度值;x 1,t 表示第一基色光源在其工作温度下对应的标定的色坐标中的横坐标值;x 2,t 表示第二基色光源在其工作温度下对应的标定的色坐标中的横坐标值;x m,t 表示第m基色光源在其工作温度下对应的标定的色坐标中的横坐标值;y 1,t 表示第一基色光源对应的标定的色坐标中的纵坐标值;y i,t 表示第二基色光源对应的标定的色坐标中的纵坐标值;y m,t 表示第m基色光源对应的标定的色坐标中的纵坐标值。
通过对随后的描述和附图的理解,本申请进一步的目的和优势将得以充分体现。
本申请的这些和其它目的、特点和优势,通过下述的详细说明,附图和权利要求得以充分体现。
附图说明
通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述,本申请的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本申请实施例一起用于解释本申请,并不构成对本申请的限制。在附图中,相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
图1图示了CIE-1931色坐标系统的示意图。
图2图示了温度对色坐标的影响示意图,其中横坐标为工作温度值,纵坐标为色坐标漂移量值。
图3图示了根据本申请实施例的自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合系统的示意框图。
图4图示了根据本申请实施例的自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合方法的流程示意图。
具体实施方式
下面,将参考附图详细地描述根据本申请的示例实施例。显然,所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例,而不是本申请的全部实施例,应理解,本申请不受这里描述的示例实施例的限制。
可以理解的是,术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”,即在一个实施例中,一个元件的数量可以为一个,而在另外的实施例中,该元件的数量可以为多个,术语“一”不能理解为对数量的限制。“多个”指大于等于两个。
虽然比如“第一”、“第二”等的序数将用于描述各种组件,但是在这里不限制那些组件。该术语仅用于区分一个组件与另一组件。例如,第一组件可以被称为第二组件,且同样地,第二组件也可以被称为第一组件,而不脱离本申请构思的教导。在此使用的术语“和/或”包括一个或多个关联的列出的项目的任何和全部组合。
在这里使用的术语仅用于描述各种实施例的目的且不意在限制。如在此使用的,单数形式意也包括复数形式,除非上下文清楚地指示例外。另外将理解术语“包括”和/或“具有”当在该说明书中使用时指定所述的特征、数目、步骤、操作、组件、元件或其组合的存在,而不排除一个或多个其它特征、数目、步骤、操作、组件、元件或其组合的存在或者附加。
申请概述:如前所述,在情景照明中,主要通过调光混色实现灯光色彩变换,进而实现场景切换。调光混色的过程是通过改变各基色的电流大小实现。然而,照明光源通常为LED。LED的发光材料通常由半导体材料构成,在高温下会发生晶格热膨胀,导致晶格参数发生变化,从而影响材料的能带结构和能带宽度,改变材料的光学性质,进而导致LED的发光波长发生变化。在调光混色的过程中,还会出现亮度闪烁的问题。
本申请提出通过重新匹配各基色的占空比来降低温度变化引起的各个基色光源的色坐标漂移量。此外,通过偏差微调最小波动算法避免调光过程中的闪烁。
基于此,本申请提出一种自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合方法,其包括:获取多基色光源的工作温度、用户输入数据,其中,所述用户输入数据包括各个所述基色光源的调色参数输入数据;基于所述用户输入数据,计算各个所述基色光源对应的原始占空比和原始目标混色的色坐标;以及,基于所述多基色光源的工作温度、所述用户输入数据和标定的各个所述基色光源在不同温度下处于最大亮度时的色坐标,确定不同温度下各个所述基色光源对应的新占空比。
示意性自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合系统及方法:如图3和图4所示,根据本申请实施例所述的自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合系统及方法被阐明。具体地,如图3所示,根据本申请实施例所述的自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合系统包括:多基色光源、光源驱动器和控制装置。所述多基色光源包括多个基色光源和用于测定各个所述基色光源工作温度的温度检测装置。各个所述基色光源工作温度可设定为各个所述基色光源的表面的温度,也可设定为各个所述基色光源的内部温度,或者其他位置的温度。各个基色光源可为LED光源。也就是,多基色光源可以是由不同基色的LED光源构成。所述光源驱动器连接于所述多基色光源,用于输出多路电流至所述多基色光源的各个基色光源,驱动所述多基色光源发光。所述控制装置连接于所述光源驱动器;其中,所述控制装置用于接收用户输入数据、接收多基色光源的工作温度数据、存储数据、数值运算,并向所述光源驱动器输出PWM信号,以调控各个基色光源的亮度,实现各个基色光源的混色调控。所述控制装置还用于执行所述自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合方法。
所述自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合方法,包括:S110,获取多基色光源的工作温度、用户输入数据,其中,所述用户输入数据包括各个所述基色光源的调色参数输入数据;S120,基于所述用户输入数据,计算各个所述基色光源对应的原始占空比和原始目标混色的色坐标;以及,S130,基于所述多基色光源的工作温度、所述用户输入数据和标定的各个所述基色光源在不同温度下处于最大亮度时的色坐标,确定不同温度下各个所述基色光源对应的新占空比。
相应地,所述控制装置用于获取多基色光源的工作温度、用户输入数据,其中,所述用户输入数据包括各个所述基色光源的调色参数输入数据;基于所述用户输入数据,计算各个所述基色光源对应的原始占空比和原始目标混色的色坐标;以及,基于所述多基色光源的工作温度、所述用户输入数据和标定的各个所述基色光源在不同温度下处于最大亮度时的色坐标,确定不同温度下各个所述基色光源对应的新占空比。
在正式地进行光学调光之前,即,步骤S110之前,需要对一些参数进行测量。具体地,需要测定各个所述基色光源在预设温度时固有的亮色参数,标定各个所述基色光源在不同温度下的色坐标。
在测定各个所述基色光源在预设温度时固有的亮色参数的过程中,所述预设温度可为25℃,把具有多种基色光源的彩色灯置于黑房中,测定各个所述基色光源的最大亮度值、在黑房中各个所述基色光源处于最大亮度时的色坐标,在黑房中各个所述基色光源的最大亮度值记为:L 1 、L 2 、...、L m ,其中,下标m表示各个基色光源。例如,m等于1时,L m 为L 1 ,L 1 表示第一基色光源;m等于2时,L m 为L 2 ,L 2 表示第二基色光源;m等于3时,L m 为L 3 ,L 3 表示第三基色光源。在黑房中各个所述基色光源处于最大亮度时的色坐标记为:(x 1 , y 1 )、(x 2 ,y 2 )、...、(x m , y m ) 。
各个基色光源可预先设定代表值,例如,红色光源预先设定的代表值为1,则,第一基色光源为红色光源,L 1 即表示灯具在黑房中时红色光源处于满载电流时的最大亮度值;绿色光源预先设定的代表值为2,则,第二基色光源为绿色光源,L 2 即表示灯具在黑房中时绿色光源处于满载电流时的最大亮度值;蓝色光源预先设定的代表值为3,则,第三基色光源为蓝色光源,L 3 即表示灯具在黑房中时蓝色光源处于满载电流时的最大亮度值。黑房是指黑暗的空间,其内基本无可见光。
在标定各个所述基色光源在不同温度下的色坐标的过程中。全亮开启各个所述基色光源,让各个所述基色光源的工作温度t逐渐上升,在温度变化单位间隔内(例如1℃)记录各个所述基色光源相应的工作温度t与各个所述基色光源的亮度,建立各个所述基色光源的工作温度t与其亮度的关系表,并预存在控制装置中,供后续查询。各个所述基色光源在不同温度下的色坐标记为:(x 1,t , y 1,t )、(x 2,t , y 2,t )、...、(x m,t , y m,t )。
相应地,所述自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合方法还包括步骤S140,测定各个所述基色光源在预设温度时固有的亮色参数,所述亮色参数包括:在黑房中时各个所述基色光源的最大亮度值、在黑房中各个所述基色光源处于最大亮度时的色坐标;和,步骤S150,标定各个所述基色光源在不同温度下的亮度值。
在步骤S110中,获取多基色光源的工作温度、用户输入数据,其中,所述用户输入数据包括各个所述基色光源的调色参数输入数据。具体地,通过所述温度检测装置测定各个所述基色光源的工作温度,即,多基色光源的工作温度。
在接收到用户输入的调色参数输入数据后,所述控制装置可对所述调色参数输入数据进行解析,并计算得到各个所述基色光源对应的原始占空比和原始目标混色的色坐标。
相应地,在步骤S120中,基于所述用户输入数据,计算各个所述基色光源对应的原始占空比和原始目标混色的色坐标。
具体地,将各个基色的调色参数输入数据记作C m 。基于以下算式计算各个所述基色光源的原始占空比:;其中,m表示各个基色光源;D m 表示各个所述基色光源的原始占空比;C m 表示各个基色光源的调色参数输入数据;N表示亮度等级的最大值,可根据实际情况设定,例如,N可为99,或255,或65535。
C m 的取值范围与亮度等级的取值范围一致。相应地,C m =0,1,2,...,N。0≤D m ≤1。值得一提的是,m的取值可为数字,例如,1,2,3等,分别表示第一基色光源,第二基色光源,第三基色光源等,如前所述,各个基色光源可预先设定代表值。m的取值也可为其他类型,例如,字母,当各个基色光源分别为RGB光源时,m的取值可为R、G、B,分别表示红色光源、绿色光源、蓝色光源。例如,CRCGCB={200,255,125}表示红色光源的调色参数输入数据为200,绿色光源的调色参数数据为250,蓝色光源的调色参数数据为125。当然,当所述调色参数输入数据的格式为CRCGCB时,也可将R、G、B转换为1、2、3,得到C1、C2、C3的格式。为便于说明和解释,本申请以m的取值为数字进行说明。
基于以下算式计算原始目标混色的色坐标:
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其中,/>表示原始目标混色的色坐标;/>表示原始目标混色的色坐标的横坐标,/>表示原始目标混色的色坐标的纵坐标;D 1 表示第一基色光源对应的原始占空比;D 2 表示第二基色光源对应的原始占空比;D m 表示第m基色光源对应的原始占空比;L 1 表示第一基色光源在黑房中时的最大亮度值;L 2 表示第二基色光源在黑房中时的最大亮度值;L m 表示第m基色光源在黑房中时的最大亮度值;x 1 表示第一基色光源在黑房中处于最大亮度时色坐标中的横坐标值;x 2 表示第二基色光源在黑房中处于最大亮度时色坐标中的横坐标值;x m 表示第m基色光源在黑房中处于最大亮度时色坐标中的横坐标值y 1 表示第一基色光源在黑房中处于最大亮度时色坐标中的纵坐标值;y 2 表示第二基色光源在黑房中处于最大亮度时色坐标中的纵坐标值;y m 表示第m基色光源在黑房中处于最大亮度时色坐标中的纵坐标值。
相应地,所述控制装置用于基于式(1)计算各个所述基色光源的原始占空比:基于式(2)和式(3)计算原始目标混色的色坐标。
在步骤S130中,基于所述多基色光源的工作温度、所述用户输入数据和标定的各个所述基色光源在不同温度下的亮度值,确定不同温度下各个所述基色光源对应的新占空比。所述自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合方法引入各个所述基色光源的亮度和色度参数来进行配色运算,能够实现较为精准的闭环配色,能够保证配色准确性和一致性。
具体地,根据所述多基色光源的工作温度查询步骤S150中标定的各个所述基色光源在不同相应温度下的色坐标。例如,当第一基色光源的此时的工作温度为26℃,查询步骤S150中标定的第一基色光源在工作温度为26℃时的色坐标。
将查询到的各个基色光源的色亮度值代入式(2)和式(3);可以得到各个基色光源的新的占空比,可记作;两个方程,m个未知数,/>则会有多个解,类似同色异谱(颜色相同而光谱组成不同)。多个解虽然都能让混色坐标满足了动态调整,可是混色亮度总和却大相径庭,兼顾不到调整前后总亮度变化较大从而导致亮度闪烁的问题。
为解决重新配色出现亮度闪烁问题,本申请引入偏差变量,调节旧的配色占空比D m 。当温度t变化时,各个所述基色光源的亮度发生了漂移。此时,需要技术干预旧的配色占空比D m ,让其发生预定的漂移,才能使得输出的混色坐标保持不变。设旧的占空比D m 的正偏差调节的决策变量为/>,负偏差调节的决策变量为/>,新的占空比为/>,并且/>,其中,/>,/>,正偏差调节的决策变量和负偏差调节的决策变量只取其一(不会同时两者出现)。相应地,/>。为使系统调整前后稳定混合亮度,不产生闪烁,需要使得总的调节偏差/>为最小值。
相应地,通过目标函数和预设的约束条件计算各个所述基色光源对应的新占空比,其中,所述目标函数为:;其中,S表示总调节偏差,minS表示总调节偏差的最小值;/>表示第k基色光源的正偏差调节的决策变量;/>表示第k基色光源的负偏差调节的决策变量;/>表示各个基色光源的正偏差调节的决策变量之和;表示各个基色光源的负偏差调节的决策变量之和;所述预设的约束条件包括:
;
;
;
;
;
;
其中,表示原始目标混色的色坐标;/>表示原始目标混色的色坐标的横坐标,/>表示原始目标混色的色坐标的纵坐标;/>表示第一基色光源对应的新占空比;表示第二基色光源对应的新占空比;/>表示第m基色光源对应的新占空比;L 1 表示第一基色光源在黑房中时的最大亮度值;L 2 表示第二基色光源在黑房中时的最大亮度值;L m 表示第m基色光源在黑房中时的最大亮度值;x 1,t 表示第一基色光源在其工作温度下对应的标定的色坐标中的横坐标值;x 2,t 表示第二基色光源在其工作温度下对应的标定的色坐标中的横坐标值;x m,t 表示第m基色光源在其工作温度下对应的标定的色坐标中的横坐标值;y 1,t 表示第一基色光源对应的标定的色坐标中的纵坐标值;y i,t 表示第二基色光源对应的标定的色坐标中的纵坐标值;y m,t 表示第m基色光源对应的标定的色坐标中的纵坐标值;下标k遍历1,2,…,m。
相应地,所述控制装置还用于通过上述目标函数和预设的约束条件计算各个所述基色光源对应的新占空比。
代入数据求解模型,可得目标函数的最优解S(即,minS)、各个基色光源的正偏差调节的决策变量和各个基色光源的负偏差调节的决策变量/>的具体值。
例如,m=3时,三基色RGB光源中,(下标m=1, 2, 3分别对应R光源、G光源、B光源,即,红色光源、绿色光源和蓝色光源)。先根据温度检测装置所反馈的各个基色光源的工作温度查询该工作温度下标定的色坐标(x 1,t , y 1,t )、(x 2,t , y 2,t )、...、(x m,t , y m,t ),通过目标函数和预设的约束条件计算各个所述基色光源对应的新占空比。
例如,某次求解,得到目标函数的全局最优解为S=0.025,同时解得决策变量、、/>和/>、/>、/>的具体值,如下:
根据计算并更新占空比再输出:/>;;/>;其技术指导意义为:红色光源(即,第一基色光源)的占空比不变,绿色光源(即,第二基色光源)的占空比减少0.010,蓝色光源(即,第三基色光源)的占空比增大0.015。即在基准点占空比基础上,以最优的方式(总公差最小)动态微调,再输出,以保持目标色坐标/>精准,不被电流变化影响。
其技术效果为,以总公差最小的模型动态微调,保证了连续混色调节时(用户连续不断地输入),亮度不会闪烁。
将S130输出的占空比用作下一状态(另一工作温度时的状态)的旧的占空比D m ,等待各个所述基色光源的工作温度t发生单位间隔变化时,跳回步骤S130,如此循环。若监测到用户重新输入调色参数数据,重复步骤S110、S120和S130,循环动态自适应调节。
综上,基于本申请实施例的自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合系统及方法被阐明。所述自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合方法能够解决因温度变化引起各基色光源的色坐标发生漂移的问题和调光过程中的亮度闪烁的问题。
以上对本申请及其实施方式进行了描述,这种描述没有限制性,附图中所示的也只是本申请的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本申请创造宗旨的情况下,不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本申请的保护范围。
Claims (7)
1.一种自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合方法,其特征在于,包括:
获取多基色光源的工作温度、用户输入数据,其中,所述用户输入数据包括各个所述基色光源的调色参数输入数据;
基于所述用户输入数据,计算各个所述基色光源对应的原始占空比和原始目标混色的色坐标;以及
基于所述多基色光源的工作温度、所述用户输入数据和标定的各个所述基色光源在不同温度下处于最大亮度时的色坐标,确定不同温度下各个所述基色光源对应的新占空比;
其中,通过目标函数和预设的约束条件计算各个所述基色光源对应的新占空比,其中,所述目标函数为:
;
其中,S表示总调节偏差,minS表示总调节偏差的最小值;表示第k基色光源的正偏差调节的决策变量;/>表示第k基色光源的负偏差调节的决策变量;/>表示各个基色光源的正偏差调节的决策变量之和;/>表示各个基色光源的负偏差调节的决策变量之和;
所述预设的约束条件包括:
;
;
;
;
;
;
其中,下标k遍历1,2,…,m;(,/>)表示原始目标混色的色坐标;/>表示原始目标混色的色坐标的横坐标,/>表示原始目标混色的色坐标的纵坐标;/>表示第一基色光源对应的新占空比;/>表示第二基色光源对应的新占空比;/>表示第m基色光源对应的新占空比;L 1 表示第一基色光源在黑房中时的最大亮度值;L 2 表示第二基色光源在黑房中时的最大亮度值;L m 表示第m基色光源在黑房中时的最大亮度值;x 1,t 表示第一基色光源在其工作温度下对应的标定的色坐标中的横坐标值;x 2,t 表示第二基色光源在其工作温度下对应的标定的色坐标中的横坐标值;x m,t 表示第m基色光源在其工作温度下对应的标定的色坐标中的横坐标值;y 1,t 表示第一基色光源对应的标定的色坐标中的纵坐标值;y i,t 表示第二基色光源对应的标定的色坐标中的纵坐标值;y m,t 表示第m基色光源对应的标定的色坐标中的纵坐标值。
2.根据权利要求1所述的自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合方法,其中,所述自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合方法还包括:
测定各个所述基色光源在预设温度时固有的亮色参数,所述亮色参数包括:在黑房中时各个所述基色光源的最大亮度值、在黑房中各个所述基色光源处于最大亮度时的色坐标;和
标定各个所述基色光源在不同温度下的色坐标。
3.根据权利要求2所述的自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合方法,其中,基于以下算式计算各个所述基色光源的原始占空比:
;
其中,m表示各个基色光源;D m 表示各个所述基色光源的原始占空比;C m 表示各个基色光源的调色参数输入数据;N表示亮度等级的最大值;
基于以下算式计算原始目标混色的色坐标:
;
;
其中,(,/>)表示原始目标混色的色坐标;/>表示原始目标混色的色坐标的横坐标,表示原始目标混色的色坐标的纵坐标;/>表示第一基色光源对应的原始占空比;/>表示第二基色光源对应的原始占空比;/>表示第m基色光源对应的原始占空比;L 1 表示第一基色光源在黑房中时的最大亮度值;L 2 表示第二基色光源在黑房中时的最大亮度值;L m 表示第m基色光源在黑房中时的最大亮度值;x 1 表示第一基色光源在黑房中处于最大亮度时色坐标中的横坐标值;x 2 表示第二基色光源在黑房中处于最大亮度时色坐标中的横坐标值;x m 表示第m基色光源在黑房中处于最大亮度时色坐标中的横坐标值;y 1 表示第一基色光源在黑房中处于最大亮度时色坐标中的纵坐标值;y 2 表示第二基色光源在黑房中处于最大亮度时色坐标中的纵坐标值;y m 表示第m基色光源在黑房中处于最大亮度时色坐标中的纵坐标值。
4.根据权利要求3所述的自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合方法,其中,所述自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合方法还包括:当所述基色光源的工作温度发生单位间隔变化时,判定所述基色光源进入下一状态,再次执行以下步骤:基于所述多基色光源的工作温度、所述用户输入数据和标定的各个所述基色光源在不同温度下处于最大亮度时的色坐标,确定不同温度下各个所述基色光源对应的新占空比;其中,该状态中的各个基色光源对应的原始占空比为上一状态中各个基色光源对应的新占空比。
5.根据权利要求4所述的自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合方法,其中,所述自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合方法还包括:当监测到用户输入数据更新时,再次执行以下步骤:获取多基色光源的工作温度、用户输入数据,其中,所述用户输入数据包括各个所述基色光源的调色参数输入数据;基于所述用户输入数据,计算各个所述基色光源对应的原始占空比和原始目标混色的色坐标;以及基于所述多基色光源的工作温度、所述用户输入数据和标定的各个所述基色光源在不同温度下处于最大亮度时的色坐标,确定不同温度下各个所述基色光源对应的新占空比。
6.一种自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合系统,其特征在于,包括:多基色光源,所述多基色光源包括多个基色光源和用于测定各个所述基色光源工作温度的温度检测装置;光源驱动器,所述光源驱动器连接于所述多基色光源;以及控制装置,所述控制装置连接于所述光源驱动器;其中,所述控制装置用于向所述光源驱动器输出PWM信号,并用于:获取多基色光源的工作温度、用户输入数据,其中,所述用户输入数据包括各个所述基色光源的调色参数输入数据;基于所述用户输入数据,计算各个所述基色光源对应的原始占空比和原始目标混色的色坐标;以及基于所述多基色光源的工作温度、所述用户输入数据和标定的各个所述基色光源在不同温度下处于最大亮度时的色坐标,确定不同温度下各个所述基色光源对应的新占空比;
其中,所述控制装置还用于通过目标函数和预设的约束条件计算各个所述基色光源对应的新占空比,其中,所述目标函数为:
;
其中,S表示总调节偏差,minS表示总调节偏差的最小值;表示第k基色光源的正偏差调节的决策变量;·/>表示第k基色光源的负偏差调节的决策变量;/>表示各个基色光源的正偏差调节的决策变量之和;/>表示各个基色光源的负偏差调节的决策变量之和;
所述预设的约束条件包括:
;
;
;
;
;
;
其中,下标k遍历1,2,…,m;(,/>)表示原始目标混色的色坐标;/>表示原始目标混色的色坐标的横坐标,/>表示原始目标混色的色坐标的纵坐标;/>表示第一基色光源对应的新占空比;/>表示第二基色光源对应的新占空比;/>表示第m基色光源对应的新占空比;L 1 表示第一基色光源在黑房中时的最大亮度值;L 2 表示第二基色光源在黑房中时的最大亮度值;L m 表示第m基色光源在黑房中时的最大亮度值;x 1,t 表示第一基色光源在其工作温度下对应的标定的色坐标中的横坐标值;x 2,t 表示第二基色光源在其工作温度下对应的标定的色坐标中的横坐标值;x m,t 表示第m基色光源在其工作温度下对应的标定的色坐标中的横坐标值;y 1,t 表示第一基色光源对应的标定的色坐标中的纵坐标值;y i,t 表示第二基色光源对应的标定的色坐标中的纵坐标值;y m,t 表示第m基色光源对应的标定的色坐标中的纵坐标值。
7.根据权利要求6所述的自适应温度对色坐标影响的动态校正颜色混合系统,其中,所述控制装置用于基于以下算式计算各个所述基色光源的原始占空比:
;
其中,m表示各个基色光源;D m 表示各个所述基色光源的原始占空比;C m 表示各个基色光源的调色参数输入数据;N表示亮度等级的最大值;
基于以下算式计算原始目标混色的色坐标:
;
;
其中,(,/>)表示原始目标混色的色坐标;/>表示原始目标混色的色坐标的横坐标,表示原始目标混色的色坐标的纵坐标;/>表示第一基色光源对应的原始占空比;/>表示第二基色光源对应的原始占空比;/>表示第m基色光源对应的原始占空比;L 1 表示第一基色光源在黑房中时的最大亮度值;L 2 表示第二基色光源在黑房中时的最大亮度值;L m 表示第m基色光源在黑房中时的最大亮度值;x 1 表示第一基色光源在黑房中处于最大亮度时色坐标中的横坐标值;x 2 表示第二基色光源在黑房中处于最大亮度时色坐标中的横坐标值;x m 表示第m基色光源在黑房中处于最大亮度时色坐标中的横坐标值;y 1 表示第一基色光源在黑房中处于最大亮度时色坐标中的纵坐标值;y 2 表示第二基色光源在黑房中处于最大亮度时色坐标中的纵坐标值;y m 表示第m基色光源在黑房中处于最大亮度时色坐标中的纵坐标值。/>
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Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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