DE102018003208B4

DE102018003208B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Kalibrieren eines Farbmessinstruments

Info

Publication number: DE102018003208B4
Application number: DE102018003208.7A
Authority: DE
Inventors: Zhiling Xu; Michael H. Brill
Original assignee: Datacolor Inc
Current assignee: Datacolor Inc
Priority date: 2017-04-19
Filing date: 2018-04-19
Publication date: 2021-09-30
Anticipated expiration: 2038-04-20
Also published as: DE102018003208A1; CN108731811B; US9952102B1; CN108731811A

Abstract

Verfahren umfassend:Empfangen eines elektronischen Signals von einem Zielfarbmessinstrument (102), wobei das Zielfarbmessinstrument (102) eine Mehrzahl von Farbkanälen umfasst;Extrahieren einer Antwort des Zielfarbmessinstrumentes (102) auf ein von einer Ziel-Lichtemissionsvorrichtung (100) emittiertes Licht aus dem Signal; undKalibrieren der Antwort, um eine Differenz zwischen der Antwort und Farbwerten eines Standardbeobachters zu minimieren,wobei das Kalibrieren ein Multiplizieren der Antwort mit einer Kalibriermatrix umfasst,wobei die Kalibriermatrix auf einer Kombination von Farbwerten aus Messungen einer ersten Mehrzahl von Lichtern jeweils einer Spektraleinstellung einer abstimmbaren Lichtquelle und Farbwerten aus Messungen einer zweiten Mehrzahl von Lichtern basiert, wobei die zweite Mehrzahl von Lichtern Testlichter aus der Ziel-Lichtemissionsvorrichtung (100) sind, undwobei eine erste Teilmenge der Messungen der ersten Mehrzahl von Lichtern und eine erste Teilmenge der Messungen der zweiten Mehrzahl von Lichtern von dem Zielfarbmessinstrument (102) vorgenommen wird und eine zweite Teilmenge der Messungen der ersten Mehrzahl von Lichtern und eine zweite Teilmenge der Messungen der zweiten Mehrzahl von Lichtern von einem Referenzspektralradiometer vorgenommen wird.

Description

Gebiet der Offenbarung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die Messung von Farbe und bezieht sich insbesondere auf die Kalibrierung von Farbmessinstrumenten zum Messen der Farbe von lichtemittierenden Gegenständen.
Hintergrund
Um die Farbe eines lichtemittierenden Gegenstands (zum Beispiel einer Leuchtdiode-, LED, Lampe, eines Computermonitors, eines Fernsehers, eines Projektors oder dergleichen) zu messen, sollte ein Farbmessinstrument, wie zum Beispiel ein Kolorimeter, in der Lage sein, Farbmesswerte auszugeben, die den Farbanpassungsfunktionen (Color Matching Functions, CMFs) des Standardbeobachters (gemäß der Internationalen Beleuchtungskommission, CIE 1931) entsprechen.
Es ist jedoch sehr schwierig, ein Farbmessinstrument zu entwickeln, dessen drei Sensoren genau mit den CMFs übereinstimmen. Üblicherweise wird eine mathematische Transformation verwendet, um von den Sensoren vorgenommene Messungen in CMF-Übereinstimmungswerte umzuwandeln.
Das Dokument US 2009/0141042 A1 beschreibt ein Verfahren zum Kalibrieren eines Testfarbmessgeräts in Verbindung mit einer emittierenden Anzeige, umfassend ein Messen anfänglicher spektraler Empfindlichkeiten von mindestens vier Kanälen des Testfarbmessgeräts. In einer Ausführungsform wird die Anzeige für einen Satz bekannter Testfarben mittels eines Spektralradiometers kalibriert.
Zusammenfassung der Offenbarung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Anspruch 1, ein nichtflüchtiges computerlesbares Medium gemäß Anspruch 14 und eine Vorrichtung gemäß Anspruch 20.
In einem Beispiel wird ein elektronisches Signal von einem Zielfarbmessinstrument empfangen, das eine Mehrzahl von Farbkanälen umfasst.
Eine Antwort des Zielfarbmessinstruments auf ein von einer Ziel-Lichtemissionsvorrichtung emittiertes Licht wird aus dem Signal extrahiert. Die Antwort wird kalibriert, um eine Differenz zwischen der Antwort und einer Ausgabe einer Farbanpassungsfunktion eines Standardbeobachters zu minimieren. Das Kalibrieren beinhaltet ein Multiplizieren der Antwort mit einer Kalibriermatrix. Die Kalibriermatrix kombiniert Messungen einer ersten Mehrzahl von Lichtern aus einer abstimmbaren Lichtquelle und Messungen einer zweiten Mehrzahl von Lichtern aus der Ziel-Lichtemissionsvorrichtung. Eine erste Teilmenge der Messungen der ersten Mehrzahl und der zweiten Mehrzahl von Lichtern wird von dem Zielfarbmessinstrument vorgenommen und eine zweite Teilmenge der Messungen der ersten Mehrzahl und der zweiten Mehrzahl von Lichtern wird von einem Referenzspektralradiometer vorgenommen.
In einem anderen Beispiel speichert ein nichtflüchtiges computerlesbares Medium Anweisungen, die, wenn sie von einem Prozessor ausgeführt werden, bewirken, dass der Prozessor Operationen ausführt. Die Operationen umfassen ein Empfangen eines elektronischen Signals von einem Zielfarbmessinstrument, wobei das Zielfarbmessinstrument eine Mehrzahl von Farbkanälen umfasst, ein Extrahieren einer Antwort des Zielfarbmessinstruments auf ein von einer Ziel-Lichtemissionsvorrichtung emittiertes Licht aus dem Signal und Kalibrieren der Antwort, um eine Differenz zwischen der Antwort und einer Ausgabe einer Farbanpassungsfunktion eines Standardbeobachters zu minimieren. Das Kalibrieren umfasst ein Multiplizieren der Antwort mit einer Kalibriermatrix, wobei die Kalibriermatrix Messungen einer ersten Mehrzahl von Lichtern aus einer abstimmbaren Lichtquelle und Messungen einer zweiten Mehrzahl von Lichtern aus der Ziel-Lichtemissionsvorrichtung kombiniert und wobei eine erste Teilmenge der Messungen der ersten Mehrzahl von Lichtern und der zweiten Mehrzahl von Lichtern von dem Zielfarbmessinstrument vorgenommen wird und eine zweite Teilmenge der Messungen der ersten Mehrzahl von Lichtern und der zweiten Mehrzahl von Lichtern von einem Referenzspektralradiometer vorgenommen wird.
In einem anderen Beispiel umfasst eine Vorrichtung einen Prozessor und ein nichtflüchtiges computerlesbares Medium, das Anweisungen speichert, die, wenn sie von dem Prozessor ausgeführt werden, bewirken, dass der Prozessor Operationen ausführt. Die Operationen umfassen ein Empfangen eines elektronischen Signals von einem Zielfarbmessinstrument, wobei das Ziel-Farbmessinstrument eine Mehrzahl von Farbkanälen umfasst, ein Extrahieren einer Antwort des Zielfarbmessinstruments auf ein von einer Ziel-Lichtemissionsvorrichtung emittiertes Licht aus dem Signal und Kalibrieren der Antwort, um eine Differenz zwischen der Antwort und einer Ausgabe einer Farbanpassungsfunktion eines Standardbeobachters zu minimieren. Das Kalibrieren umfasst ein Multiplizieren der Antwort mit einer Kalibriermatrix, wobei die Kalibriermatrix Messungen einer ersten Mehrzahl von Lichtern aus einer abstimmbaren Lichtquelle und Messungen einer zweiten Mehrzahl von Lichtern aus der Ziel-Lichtemissionsvorrichtung kombiniert und wobei eine erste Teilmenge von Messungen der ersten Mehrzahl von Lichtern und der zweiten Mehrzahl von Lichtern von dem Zielfarbmessinstrument vorgenommen wird und eine zweite Teilmenge der Messungen der ersten Mehrzahl von Lichtern und der zweiten Mehrzahl von Lichtern von einem Referenzspektralradiometer vorgenommen wird.
Figurenliste
Die Lehren der vorliegenden Offenbarung können leicht verstanden werden, indem die folgende ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet wird, in denen:

1 ein schematisches Diagramm ist, das ein Beispiel eines Systems darstellt, das zur Verwendung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung angepasst werden kann;
2 ein Flussdiagramm ist, das ein Beispiel eines Verfahrens zur Kalibrierung eines Zielfarbmessinstruments mit n Kanälen darstellt; und
3 ein Übersichtsblockdiagramm des Kalibrierverfahrens ist, das unter Verwendung einer Universalrechenvorrichtung implementiert wird.

Ausführliche Beschreibung
In einem Beispiel umfasst die vorliegende Erfindung ein Softwareprogramm zum Kalibrieren eines Mehrkanal-Farbmessinstruments, so dass eine Differenz zwischen den Instrumentenausgaben und den Farbanpassungsfunktionen des Standardbeobachters (gemäß CIE 1931) minimiert wird. In einem bestimmten Beispiel umfasst die vorliegende Erfindung ein Softwareprogramm zum Kalibrieren eines Mehrkanal-Farbmessinstruments, so dass, für einen Satz von Lichtern einschließlich Lichtern aus einer abstimmbaren Lichtquelle (z. B. einem Monochromator) und Testlichter aus einem Satz von Ziel-Lichtquellen (z. B. Lichtquellen von lichtemittierenden Vorrichtungen), eine Differenz zwischen den Ausgaben des Mehrkanal-Farbmessinstruments und den XYZ-Tristimulus- bzw. Farbwerten des Standardbeobachters (gemäß CIE 1931), gemessen und berechnet von einem Referenzspektralradiometer (hier auch als ein „Referenzfarbmessinstrument“ bezeichnet), minimiert wird.
In einem Beispiel werden die Messungen des Mehrkanal-Farbmessinstruments durch eine nx3-Kalibriermatrix, CM, kalibriert, wobei n die Anzahl von Kanälen in dem Mehrkanal-Farbmessinstrument ist und 3 die Anzahl von Farbwerten (z. B. X, Y, Z) in einer Farbmessung ist. In einem Beispiel wird die Kalibriermatrix CM bestimmt, indem zuerst eine Matrix CMF erstellt wird, wobei jede Zeile der Matrix CMF drei Farbwerte für jede Spektraleinstellung der abstimmbaren Lichtquelle enthält, wie sie von einem Referenzspektralradiometer gemessen werden. An die Matrix CMF wird eine Matrix REF angehängt, wobei jede Zeile der Matrix REF drei Farbwerte eines Testlichts aus der Ziel-Lichtquelle enthält, wie von dem Referenzspektralradiometer gemessen. Als nächstes wird eine Matrix S erstellt, wobei jede Zeile der Matrix S die Antworten der n Kanäle des Mehrkanal-Farbmessinstruments auf die Ausgaben einer der Spektraleinstellungen der abstimmbaren Lichtquelle enthält. An die Matrix S wird dann eine Matrix R angehängt, wobei jede Zeile der Matrix R die Antworten des Mehrkanal-Farbmessinstruments auf eines der Testlichter der Ziellichtquelle enthält. Alle diese Matrizen werden durch eine Berechnung kombiniert, die eine Kalibriermatrix CM erzeugt.
1 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines Systems darstellt, das zur Verwendung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung angepasst werden kann. Das System umfasst im Allgemeinen eine lichtemittierende Vorrichtung 100, ein Farbmessinstrument 102 und eine Kalibriervorrichtung 104.
In einem Beispiel ist die lichtemittierende Vorrichtung 102 ein Objekt oder eine Vorrichtung, die Licht in einer oder mehreren Farben emittiert, wie zum Beispiel ein Flüssigkristallanzeige-, LCD, Fernseher, eine Leuchtdioden-, LED, Lampe, ein Computermonitor, ein Projektor, oder dergleichen.
In einem Beispiel ist das Farbmessinstrument 102 ein Kolorimeter oder eine ähnliche Vorrichtung mit n Kanälen, wobei n mindestens drei ist. In einem Beispiel umfasst jeder Kanal ein Filter-/Detektor-Paar, das konfiguriert ist, um emittiertes Licht einer bestimmten Wellenlänge oder eines Wellenlängenbereichs zu erfassen.
Das Farbmessinstrument 102 ist mit der lichtemittierenden Vorrichtung 100 gekoppelt. Das Koppeln des Farbmessinstruments 102 mit der lichtemittierenden Vorrichtung 100 kann ein Platzieren des Farbmessinstruments 102 in der Nähe der lichtemittierenden Vorrichtung 100 beinhalten, so dass das Farbmessinstrument 102 die Farben des von der lichtemittierenden Vorrichtung 100 emittierten Lichts erfassen kann. In diesem Beispiel ist das Koppeln des Farbmessinstruments 102 mit der lichtemittierenden Vorrichtung 100 nicht dauerhaft. In einem weiteren Beispiel kann das Farbmessinstrument 102 in die lichtemittierende Vorrichtung (zum Beispiel dauerhaft) eingebaut sein. In diesem Fall kann das Farbmessinstrument 102 einen Silicium-Chip umfassen, dem eine Mehrzahl von integralen Farbfiltern und Detektoren vorangestellt wird.
Die Kalibriervorrichtung 104 kann eine Host-Computervorrichtung mit einem Prozessor umfassen. Zum Beispiel kann die Kalibriervorrichtung 104 wie in 3 dargestellt konfiguriert sein, die im Folgenden näher beschrieben wird. Die Kalibriervorrichtung 104 ist (z. B. über eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung) mit dem Farbmessinstrument 102 verbunden, so dass die Kalibriervorrichtung 104 Farbmessausgaben (z. B. Antworten der n Farbkanäle auf verschiedene Spektraleinstellungen der lichtemittierenden Vorrichtung) von dem Farbmessinstrument 102 (z. B. wo die Messausgaben in elektronische Signalen codiert sind, die von dem Farbmessinstrument 102 an die Kalibriervorrichtung 104 gesendet werden) empfangen kann. Die Kalibriervorrichtung 104 kann diese Farbmessausgaben in Werte umwandeln, die mit den Farbanpassungsfunktionen des Standardbeobachters übereinstimmen, wie im Folgenden in Verbindung mit 2 ausführlicher beschrieben.
2 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens 200 zum Kalibrieren eines Zielfarbmessinstruments mit n Kanälen darstellt. In einem Beispiel ist n größer als oder gleich drei. In einem Beispiel kann das Verfahren 200 zum Beispiel von der Kalibriervorrichtung 104 aus 1 unter Verwendung von Messungen durchgeführt werden, die von dem Zielfarbmessinstrument (z. B. Farbmessinstrument 102) und von einem Referenzfarbmessinstrument bereitgestellt werden.
In einem Beispiel erstellt und verwendet das Verfahren 200 eine Kalibriermatrix. Die Kalibriermatrix kann durch Multiplizieren einer ersten Matrix mit einer Moore-Penrose-Pseudoinversen einer zweiten Matrix erstellt werden. In diesem Fall werden sowohl die erste Matrix als auch die zweite Matrix unter Verwendung von Messungen einer ersten Mehrzahl von Lichtern (aus einer abstimmbaren Lichtquelle) und einer zweiten Mehrzahl von Lichtern (aus einer Ziel-Lichtemissionsvorrichtung) erstellt. Insbesondere wird die zweite Matrix unter Verwendung einer ersten Teilmenge der (von dem Zielfarbmessinstrument vorgenommenen) Messungen erstellt, während die erste Matrix unter Verwendung einer zweiten Teilmenge der (von dem Referenzspektralradiometer vorgenommenen) Messungen erstellt wird. Die erste Matrix umfasst eine dritte Matrix, an die eine vierte Matrix angehängt ist, während die zweite Matrix eine fünfte Matrix umfasst, an die eine sechste Matrix angehängt ist, wie im Folgenden ausführlicher beschrieben.
Das Verfahren 200 beginnt in Schritt 202. In Schritt 204 wird eine Matrix CMF (z. B. die oben erwähnte dritte Matrix) gemessen. Die Matrix CMF enthält die Farbwerte einer Mehrzahl von Einstellungen einer abstimmbaren Lichtquelle, wie sie von einem Referenzfarbmessinstrument gemessen werden. Daher ist in einem Beispiel die Matrix CMF eine wx3-Matrix, wobei w die Anzahl von Spektraleinstellungen der abstimmbaren Lichtquelle ist und 3 die Anzahl von gemessenen XYZ-Farbwerten für jede Einstellung der w Spektraleinstellungen ist. In einem Beispiel ist das Referenzfarbmessinstrument ein Farbmessinstrument, das XYZ-Farbwerte als Ausgabe erzeugen kann, die mit den Farbanpassungsfunktionen des Standardbeobachters übereinstimmen, wie zum Beispiel ein Spektralradiometer. Das Referenzfarbmessinstrument kann eine beliebige Anzahl von Kanälen aufweisen. In einem weiteren Beispiel ist die abstimmbare Lichtquelle ein Monochromator.
In Schritt 206 wird eine Matrix S (z. B. die oben erwähnte fünfte Matrix) gemessen. Die Matrix S enthält die Kanalantworten des Zielfarbmessinstruments auf die Mehrzahl von Einstellungen der abstimmbaren Lichtquelle. Somit ist in einem Beispiel die Matrix S eine wxn-Matrix, wobei w die Anzahl von Spektraleinstellungen der abstimmbaren Lichtquelle ist und n die Anzahl von Kanälen des Zielfarbmessinstruments ist. In diesem Fall stellt jedes Element S_i,j der Matrix S die Antwort des i-ten Kanals des Zielfarbmessinstruments bei der j-ten Spektraleinstellung der abstimmbaren Lichtquelle dar. In einem Beispiel ist das Zielfarbmessinstrument ein Kolorimeter.
In Schritt 208 wird eine Matrix REF (z. B. die oben erwähnte vierte Matrix) gemessen. Die Matrix REF enthält die Farbwerte einer Mehrzahl von Einstellungen einer lichtemittierenden Vorrichtung, wie sie von dem Referenzfarbmessinstrument gemessen werden. Somit ist in einem Beispiel die Matrix REF eine mx3-Matrix, wobei m die Anzahl von Einstellungen der lichtemittierenden Vorrichtung ist und 3 die Anzahl der gemessenen XYZ-Farbwerte jeder Einstellung der m Einstellungen ist. In diesem Fall stellt jedes Element REF_ij der Matrix REF die j-te Ausgabe (wobei j ein Satz von X-, Y-, Z-Farbwerten ist) des Referenzfarbmessinstruments als Antwort auf die i-te Einstellung der lichtemittierenden Vorrichtung dar. In einem Beispiel ist die lichtemittierende Vorrichtung eine Vorrichtung einer bestimmten bekannten Marke und eines bestimmten bekannten Modells (z. B. eine Marke X, ein Modell Y eines Leuchtdioden-Fernsehers).
In Schritt 210 wird eine vierte Matrix R (z. B. die oben erwähnte sechste Matrix) gemessen. Die Matrix R enthält die Kanalantworten des Zielfarbmessinstrumentes auf die Mehrzahl von Einstellungen der lichtemittierenden Vorrichtung. Somit ist in einem Beispiel die Matrix R eine mxn-Matrix, wobei m die Anzahl von Einstellungen der lichtemittierenden Vorrichtung ist und n die Anzahl von Kanälen des Zielfarbmessinstruments ist. In diesem Fall stellt jedes Element R_i,j der Matrix R die Antwort des i-ten Kanals des Zielfarbmessinstruments auf die j-te Einstellung der lichtemittierenden Vorrichtung dar.
In Schritt 212 wird eine Matrix CM aus den in den Schritten 204-210 gemessenen Matrizen CMF, S, REF und R berechnet. Die Matrix CM ist eine Kalibriermatrix. Somit ist in einem Beispiel die Matrix CM eine nx3-Matrix, wobei n die Anzahl von Kanälen des Zielfarbmessinstruments ist und 3 die Anzahl der gemessenen XYZ-Farbwerte ist. In einem Beispiel kann die Matrix CM jeweils aus den Matrizen CMF, S, REF und R berechnet werden gemäß: $C M = p i n v [\begin{matrix} S \\ R \end{matrix}] * [\begin{matrix} C M F \\ R E F \end{matrix}]$
wobei pinv die Moore-Penrose-Pseudoinverse bezeichnet und Gleichung 1 hervorgeht aus der optimierten Lösung von: $[\begin{matrix} S \\ R \end{matrix}] * C M = [\begin{matrix} C M F \\ R E F \end{matrix}]$
In diesem Fall ist es nicht erforderlich, eine numerische Wellenlängenintegration durchzuführen, da Entsprechendes von dem Referenzfarbmessinstrument durchgeführt wird, um die Matrizen CMF und REF zu umfassen. Dies wird in ähnlicher Weise von dem Zielfarbmessinstrument durchgeführt, um die Matrizen S und R zu umfassen. Somit wird in Gleichung 1 die Matrix S (die oben erwähnte fünfte Matrix) an die Matrix R (die oben erwähnte sechste Matrix) angehängt, um die oben erwähnte zweite Matrix zu erzeugen, während an die Matrix CMF (die oben erwähnte dritte Matrix) die Matrix REF (die oben erwähnte vierte Matrix) angehängt wird, um die oben erwähnte erste Matrix zu erzeugen.
In Schritt 214 wird der n-Zeilen-Vektor S0 von Antworten auf ein Licht (z. B. irgendein Licht), das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittiert wird, unter Verwendung des Zielfarbmessinstruments gemessen.
In Schritt 216 werden die Farbwerte eines Lichts (z. B. eines beliebigen Lichts), das von der Ziel-Lichtemissionsvorrichtung (oder einer anderen lichtemittierenden Vorrichtung) emittiert wird, unter Verwendung der Kalibriermatrix CM geschätzt. In einem Beispiel werden die Farbwerte geschätzt gemäß: $X Y Z = S 0 * C M$
Hierbei ist XYZ der 3-Zeilen-Vektor der geschätzten XYZ-Farbwerte des von der Ziel-Lichtemissionsvorrichtung emittierten Lichts, ist S0 der n-Zeilen-Vektor der von dem Zielfarbmessinstrument gemessenen Werte und ist CM die oben definierte Nx3-Kalibriermatrix. Somit kann man durch Multiplizieren der Ausgabe des Zielfarbmessinstruments mit der Kalibriermatrix CM die Ausgaben des Zielfarbmessinstruments in Werte umwandeln, die mit den Farbanpassungsfunktionen des Standardbeobachters (gemäß CIE 1931) übereinstimmen.
Das Verfahren 200 endet in Schritt 218.
Beispiele der vorliegenden Offenbarung können auf verschiedene Arten verallgemeinert werden. Zum Beispiel kann die Beziehung S*CM = CMF, die eine überbestimmte Matrixgleichung ist, die es ermöglicht, die Kalibriermatrix CM zu berechnen, durch Vormultiplikation der Beziehung mit einer diagonalen quadratischen wxw-Matrix W abgeändert werden, die die Wichtigkeiten der verschiedenen Wellenlängen (z. B. Einstellungen der lichtemittierenden Vorrichtung) gewichtet, die im kleinsten Quadrat dazu passen, die Kalibriermatrix CM zu finden. In diesem Fall ist $W * S * CM = W * CMF .$
In einem weiteren Beispiel hat die diagonale quadratische Matrix W Dimensionen von (w+m)x(w+m). In diesem Fall stellt das k-te diagonale Element die Wichtigkeit der k-ten Wellenlänge (z. B. Einstellung der lichtemittierenden Vorrichtung) dar, egal ob sie in CMF oder REF dargestellt wird. Somit können die Gleichungen 1 und 2 jeweils verallgemeinert werden als: $C M = p i n v {W * [\begin{matrix} S \\ R \end{matrix}]} * W * [\begin{matrix} C M F \\ R E F \end{matrix}]$
$W * [\begin{matrix} S \\ R \end{matrix}] * C M = W * [\begin{matrix} C M F \\ R E F \end{matrix}]$
wobei die diagonalen Elemente der diagonalen quadratischen Matrix, W, standardmäßig auf Eins gesetzt sind, es sei denn, ein anderer Wert zeigt Leistungsvorteile. Wenn beispielsweise die Farben bestimmter lichtemittierender Vorrichtungen gemessen werden (z. B. wenn die Geometrie der Anzeigebeleuchtung ausreichend verscheiden von der Geometrie einer kalibrierten Lichtquelle ist), kann es vorteilhaft sein, die Elemente der diagonalen quadratischen Matrix W, welche mit der Matrix CMF multipliziert werden, auf Null zu setzen.
In einem weiteren Beispiel kann die quadratische Matrix W eine beliebige nicht-singuläre Matrix reeller Zahlen sein, die nicht notwendigerweise eine diagonale Matrix ist.
Da die Kalibriermatrix CM die Information über einen Zieltyp einer lichtemittierenden Vorrichtung CM enthält, wird CM den Fehler E zwischen der Ausgabe des n-Kanal-Zielfarbmessinstruments und der Ausgabe des Referenzfarbmessinstruments verringern.
In einem Beispiel, in dem das n-Kanal-Zielfarbmessinstrument verwendet wird, um die Farben verschiedener Typen von lichtemittierenden Vorrichtungen zu messen, kann eine vorrichtungsspezifische Matrix S für eine oder mehrere der verschiedenen Typen von lichtemittierenden Vorrichtungen (z. B. in der/den Licht emittierenden Vorrichtung(en) oder in der Kalibriervorrichtung 104) gespeichert werden. Eine allgemeine Matrix CMF kann ebenso wie eine Matrix REF und eine Matrix R für jede Art von lichtemittierender Vorrichtung gespeichert werden. Wenn dann die Farbe eines spezifischen Typs von lichtemittierender Vorrichtung gemessen wird, können deren entsprechende Matrizen REF und R abgerufen werden. Unter Verwendung der obigen Gleichungen 1 und 3 können die kalibrierten Ausgabefarbwerte XYZ berechnet werden. Die Kalibriermatrix CM kann vorberechnet und gespeichert werden oder kann unmittelbar vor der Ausgabe der kalibrierten Ausgabefarbwerte XYZ berechnet werden.
In einem Beispiel, in dem es keine für das genaue Modell der lichtemittierenden Vorrichtung gespeicherte Matrizen REF und R gibt, können die Matrizen REF und R für andere Modelle desselben Typs von lichtemittierender Vorrichtung (z. B. einer LED-Lampe im Vergleich zu Computermonitor) vereinigt werden, um kombinierte Matrizen zu bilden.
3 ist ein Übersichtsblockdiagramm des Kalibrierverfahrens, das unter Verwendung einer Universalrechenvorrichtung 300 implementiert wird. In einem Beispiel umfasst eine Universalrechenvorrichtung 300 einen Prozessor 302, einen Speicher 304, ein Kalibriermodul 305 und verschiedene Eingabe/Ausgabe-, I/O, Einrichtungen 306, wie zum Beispiel eine Anzeige, eine Tastatur, eine Maus, ein Modem, eine Netzwerkverbindung und dergleichen. In einem Beispiel ist die mindestens eine I/O-Einrichtung eine Speichervorrichtung (z. B. ein Plattenlaufwerk, ein optisches Plattenlaufwerk, ein Diskettenlaufwerk). Es versteht sich, dass das Kalibriermodul 305 als eine physische Vorrichtung oder ein Untersystem implementiert werden kann, das mit einem Prozessor über einen Kommunikationskanal verbunden ist.
Alternativ kann das Kalibriermodul 305 durch eine oder mehrere Softwareanwendungen (oder sogar eine Kombination von Software und Hardware, z. B. unter Verwendung von anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen, ASIC) vertreten sein, wobei die Software von einem Speichermedium geladen wird (z. B. I/O-Einrichtungen 306) und von dem Prozessor 302 in dem Speicher 304 der Universalrechenvorrichtung 300 betrieben wird. Zusätzlich kann die Software auf eine verteilt oder partitionierte Art und Weise auf zwei oder mehr Computervorrichtungen ähnlich der Universalrechenvorrichtung 300 ausgeführt werden. So kann in einem Beispiel das Kalibriermodul 305 zum Kalibrieren eines hier unter Bezugnahme auf die vorhergehenden Figuren beschriebenen Farbmessinstruments auf einem computerlesbaren Medium oder Träger (z. B. RAM, einem magnetischen oder optischen Laufwerk oder einer Diskette und dergleichen) gespeichert werden.
Es sollte angemerkt werden, dass, obwohl nicht explizit angegeben, ein oder mehrere Schritte der hier beschriebenen Verfahren einen Schritt zum Speichern, Anzeigen und/oder Ausgeben umfassen können, wie er für eine bestimmte Anwendung erforderlich ist. Mit anderen Worten können irgendwelche Daten, Aufzeichnungen, Felder und/oder Zwischenergebnisse, die in den Verfahren erörtert werden, gespeichert, angezeigt und/oder an eine andere Vorrichtung ausgegeben werden, wie es für eine bestimmte Anwendung erforderlich ist. Ferner erfordern Schritte oder Blöcke in den begleitenden Figuren, die eine bestimmende Operation wiedergeben oder eine Entscheidung beinhalten, nicht notwendigerweise, dass beide Zweige der Bestimmungsoperation ausgeführt werden. Mit anderen Worten kann einer der Zweige der Bestimmungsoperation als ein optionaler Schritt angesehen werden.

Claims

Verfahren umfassend: Empfangen eines elektronischen Signals von einem Zielfarbmessinstrument (102), wobei das Zielfarbmessinstrument (102) eine Mehrzahl von Farbkanälen umfasst; Extrahieren einer Antwort des Zielfarbmessinstrumentes (102) auf ein von einer Ziel-Lichtemissionsvorrichtung (100) emittiertes Licht aus dem Signal; und Kalibrieren der Antwort, um eine Differenz zwischen der Antwort und Farbwerten eines Standardbeobachters zu minimieren, wobei das Kalibrieren ein Multiplizieren der Antwort mit einer Kalibriermatrix umfasst, wobei die Kalibriermatrix auf einer Kombination von Farbwerten aus Messungen einer ersten Mehrzahl von Lichtern jeweils einer Spektraleinstellung einer abstimmbaren Lichtquelle und Farbwerten aus Messungen einer zweiten Mehrzahl von Lichtern basiert, wobei die zweite Mehrzahl von Lichtern Testlichter aus der Ziel-Lichtemissionsvorrichtung (100) sind, und wobei eine erste Teilmenge der Messungen der ersten Mehrzahl von Lichtern und eine erste Teilmenge der Messungen der zweiten Mehrzahl von Lichtern von dem Zielfarbmessinstrument (102) vorgenommen wird und eine zweite Teilmenge der Messungen der ersten Mehrzahl von Lichtern und eine zweite Teilmenge der Messungen der zweiten Mehrzahl von Lichtern von einem Referenzspektralradiometer vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Mehrzahl von Farbkanälen mindestens drei Farbkanäle umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Zielfarbmessinstrument (102) ein Bildschirmkolorimeter ist.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die abstimmbare Lichtquelle ein Monochromator ist.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Kalibriermatrix eine nx3-Matrix umfasst, wobei n eine Anzahl der Mehrzahl von Farbkanälen ist und 3 eine Anzahl von Tristimuluswerten ist.
Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend ein Erstellen der Kalibriermatrix, wobei das Erstellen umfasst: Erstellen einer ersten Matrix unter Verwendung der zweiten Teilmenge der Messungen; Erstellen einer zweiten Matrix unter Verwendung der ersten Teilmenge der Messungen; und Multiplizieren der ersten Matrix mit einer Moore-Penrose-Pseudoinversen der zweiten Matrix.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Erstellen der ersten Matrix umfasst: Messen einer dritten Matrix, wobei jede Zeile der dritten Matrix drei Tristimuluswerte für eine Spektraleinstellung eines Lichts der ersten Mehrzahl von Lichtern enthält, die von dem Referenzspektralradiometer gemessen wurden; Messen einer vierten Matrix, wobei jede Zeile der vierten Matrix drei Tristimuluswerte eines Lichts der zweiten Mehrzahl von Lichtern enthält, die von dem Referenzspektralradiometer gemessen wurden; und Anhängen der dritten Matrix an die vierte Matrix.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Erstellen der zweiten Matrix umfasst: Messen einer fünften Matrix, wobei jede Zeile der fünften Matrix drei Tristimuluswerte für eine Spektraleinstellung eines Lichts der ersten Mehrzahl von Lichtern enthält, die von dem Zielfarbmessinstrument (102) gemessen wurden; Messen einer sechsten Matrix, wobei jede Zeile der sechsten Matrix drei Tristimuluswerte eines Lichts der zweiten Mehrzahl von Lichtern enthält, die von dem Zielfarbmessinstrument (102) gemessen wurden; und Anhängen der fünften Matrix an die sechste Matrix.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Erstellen der Kalibriermatrix ferner umfasst: Multiplizieren jeder der ersten Matrix und der zweiten Matrix mit einer quadratischen Matrix, wobei die quadratische Matrix Gewichtungen enthält, der die Einstellungen der zweiten Mehrzahl von Lichtern von der Ziel-Lichtemissionsvorrichtung (100) zugeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die quadratische Matrix eine diagonale quadratische Matrix ist.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei die quadratische Matrix eine beliebige nicht-singuläre Matrix von reellen Zahlen ist.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Antwort einen n-Zeilen-Vektor S0 von Kanalantworten umfasst, und wobei n eine Anzahl der Mehrzahl von Farbkanälen ist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Multiplizieren der Antwort mit einer Kalibriermatrix einen 3-Zeilen-Vektor von geschätzten XYZ-Tristimuluswerten des von der Ziel-Lichtemissionsvorrichtung (100) emittierten Lichts erzeugt.
Nichtflüchtiges computerlesbares Medium, das Anweisungen speichert, die, wenn sie von einem Prozessor (302) ausgeführt werden, bewirken, dass der Prozessor (302) Operationen ausführt, wobei die Operationen umfassen: Empfangen eines elektronischen Signals von einem Zielfarbmessinstrument (102), wobei das Zielfarbmessinstrument (102) eine Mehrzahl von Farbkanälen umfasst; Extrahieren einer Antwort des Zielfarbmessinstrumentes (102) auf ein von einer Ziel-Lichtemissionsvorrichtung (100) emittiertes Licht aus dem Signal; und Kalibrieren der Antwort, um eine Differenz zwischen der Antwort und Farbwerten eines Standardbeobachters zu minimieren, wobei das Kalibrieren ein Multiplizieren der Antwort mit einer Kalibriermatrix umfasst, wobei die Kalibriermatrix auf einer Kombination von Farbwerten aus Messungen einer ersten Mehrzahl von Lichtern jeweils einer Spektraleinstellung einer abstimmbaren Lichtquelle und Farbwerten aus Messungen einer zweiten Mehrzahl von Lichtern basiert, wobei die zweite Mehrzahl von Lichtern Testlichter aus der Ziel-Lichtemissionsvorrichtung (100) sind, und wobei eine erste Teilmenge der Messungen der ersten Mehrzahl von Lichtern und eine erste Teilmenge der Messungen der zweiten Mehrzahl von Lichtern von dem Zielfarbmessinstrument (102) vorgenommen wird und eine zweite Teilmenge der Messungen der ersten Mehrzahl von Lichtern und eine zweite Teilmenge der Messungen der zweiten Mehrzahl von Lichtern von einem Referenzspektralradiometer vorgenommen wird.
Nichtflüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 14, wobei die Kalibriermatrix eine nx3-Matrix umfasst, wobei n eine Anzahl der Mehrzahl von Farbkanälen ist und 3 eine Anzahl von Tristimuluswerten ist.
Nichtflüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 15, ferner umfassend ein Erstellen der Kalibriermatrix, wobei das Erstellen umfasst: Erstellen einer ersten Matrix unter Verwendung der zweiten Teilmenge der Messungen; Erstellen einer zweiten Matrix unter Verwendung der ersten Teilmenge der Messungen; und Multiplizieren der ersten Matrix mit einer Moore-Penrose-Pseudoinversen der zweiten Matrix.
Nichtflüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 16, wobei das Erstellen der ersten Matrix umfasst: Messen einer dritten Matrix, wobei jede Zeile der dritten Matrix drei Tristimuluswerte für eine Spektraleinstellung eines Lichts der ersten Mehrzahl von Lichtern enthält, die von dem Referenzspektralradiometer gemessen wurden; Messen einer vierten Matrix, wobei jede Zeile der vierten Matrix drei Tristimuluswerte eines Lichts der zweiten Mehrzahl von Lichtern enthält, die von dem Referenzspektralradiometer gemessen wurden; und Anhängen der dritten Matrix an die vierte Matrix.
Nichtflüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 17, wobei das Erstellen der zweiten Matrix umfasst: Messen einer fünften Matrix, wobei jede Zeile der fünften Matrix drei Tristimuluswerte für eine Spektraleinstellung eines Lichts der ersten Mehrzahl von Lichtern enthält, die von dem Zielfarbmessinstrument (102) gemessen wurden; Messen einer sechsten Matrix, wobei jede Zeile der sechsten Matrix drei Tristimuluswerte eines Lichts der zweiten Mehrzahl von Lichtern enthält, die von dem Zielfarbmessinstrument (102) gemessen wurden; und Anhängen der fünften Matrix an die sechste Matrix.
Nichtflüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 18, wobei das Erstellen der Kalibriermatrix ferner umfasst: Multiplizieren jeder der ersten Matrix und der zweiten Matrix mit einer quadratischen Matrix, wobei die quadratische Matrix Gewichtungen enthält, der die Einstellungen der zweiten Mehrzahl von Lichtern von der Ziel-Lichtemissionsvorrichtung (100) zugeordnet sind.
Vorrichtung, umfassend: einen Prozessor (302); und ein nichtflüchtiges computerlesbares Medium, das Anweisungen speichert, die, wenn sie von dem Prozessor (302) ausgeführt werden, bewirken, dass der Prozessor (302) Operationen ausführt, die umfassen: Empfangen eines elektronischen Signals von einem Zielfarbmessinstrument (102), wobei das Zielfarbmessinstrument (102) eine Mehrzahl von Farbkanälen umfasst; Extrahieren einer Antwort des Zielfarbmessinstrumentes (102) auf ein von einer Ziel-Lichtemissionsvorrichtung (100) emittiertes Licht aus dem Signal; und Kalibrieren der Antwort, um eine Differenz zwischen der Antwort und Farbwerten eines Standardbeobachters zu minimieren, wobei das Kalibrieren ein Multiplizieren der Antwort mit einer Kalibriermatrix umfasst, wobei die Kalibriermatrix auf einer Kombination von Farbwerten aus Messungen einer ersten Mehrzahl von Lichtern jeweils einer Spektraleinstellung einer abstimmbaren Lichtquelle und Farbwerten aus Messungen einer zweiten Mehrzahl von Lichtern basiert, wobei die zweite Mehrzahl von Lichtern Testlichter aus der Ziel-Lichtemissionsvorrichtung (100) sind, und wobei eine erste Teilmenge der Messungen der ersten Mehrzahl von Lichtern und eine erste Teilmenge der Messungen der zweiten Mehrzahl von Lichtern von dem Zielfarbmessinstrument (102) vorgenommen wird und eine zweite Teilmenge der Messungen der ersten Mehrzahl von Lichtern und eine zweite Teilmenge der Messungen der zweiten Mehrzahl von Lichtern von einem Referenzspektralradiometer vorgenommen wird.