等温线调色控制方法及其应用与流程

1.本技术涉及灯光控制技术领域，特别是涉及等温线调色控制方法及其应用。


背景技术：

2.色温与生活密切相关，用光源调节不同的色温，给人营造不同的氛围。色温是照明光学中用于定义光源颜色的一个物理量。例如黄色光的色温为3000k，阳光下的白天色温为6500k。
3.在cie1931-xy色度图中(图2)，内部横向的弧形曲线是黑体轨迹线，黑体轨迹线上的不同点表示不同色温。与黑体轨迹线相交的直线为等温线，等温线上的点表示相同的相关色温。例如图中6000k的等温线，其上所有点都表示相关色温为6000k，在相同相关色温情况下，色彩有可能偏绿(在黑体轨迹线上方)，有可能偏红(在黑体轨迹线下方)。
4.现有技术的led光源封装制造时，因芯片差异、荧光粉的类型和浓度配比、胶量均匀度等工艺直接影响封装产品的光色，使得白光光源的色坐标难以落在黑体轨迹线上。如中国专利cn108021536a公开的“一种色温黑体轨迹线上色温所对应的色度坐标的获取方法”，指导了led分bin(分档)，例如把等温线(按距离黑体轨迹线的远近范围)切分为几段，以分成不同的bin。但是相同相关色温的不同批次光源或不同型号光源，使用了不同bin的光源。不同bin的光源会产生偏色。
5.因此，亟待开发一种能在等温线上调色的光源，以融合不同相关色温的光源，满足用户更多光色需求。


技术实现要素：

6.本技术实施例提供了等温线调色控制方法及其应用，针对目前技术无法在等温线上调色的问题。
7.本发明核心技术主要是实现在等温线上调色的控制方法，对于多基色光源，接收用户色温输入，接收用户偏色调节，通过配色运算输出对应pwm驱动光源，实现目标色彩在等温线上自由调节。
8.第一方面，本技术提供了等温线调色控制方法，所述方法包括以下步骤：
9.s00、获取光源的各基色固有最高亮度、各基色对应的固有色坐标以及用户输入的调色参数，其中调色参数包括设定色温、偏绿调色参数及偏红调色参数；
10.s10、将色温转换为cie1976-u'v'系统中的u'v'色坐标，以该u'v'色坐标作为黑体轨迹线与设定色温的等温线的交点；
11.s20、根据偏绿调色参数或偏红调色参数、u'v'色坐标及等温线的调节步长以及计算出目标混色坐标；
12.s30、根据目标混色色坐标获取各基色混合亮度的总值以及各基色对应的亮度；
13.s40、根据各基色固有最高亮度和各基色对应的亮度计算占空比并输出对光源进行控制。
14.进一步地，步骤s30中，当各基色混合亮度的总值为0时，保持占空比为上个状态。
15.进一步地，偏绿调色参数和偏红调色参数均为调色步长与各自调节等级的乘积。
16.进一步地，偏绿调色参数和偏红调色参数的取值范围均大于0且小于等于0.03。
17.进一步地，步骤s30中，通过将目标混色色坐标带入线性规划模型中得到各基色混合亮度的总值以及各基色对应的亮度，其中线性规划模型基于各基色固有最高亮度、各基色固有色坐标及目标混色色坐标建立。
18.进一步地，步骤s40中，具体步骤为：
19.将各基色对应的亮度一一对应除以各基色固有最高亮度得到占空比，该占空比作为pwm信号输出以控制光源。
20.进一步地，步骤s00中，在黑暗封闭环境中获取光源的各基色固有最高亮度和对应的固有色坐标。
21.第二方面，本技术提供了一种等温线调色控制装置，包括：
22.输入单元，用于获取光源的各基色固有最高亮度、各基色对应的固有色坐标以及用户输入的调色参数，其中调色参数包括设定色温、偏绿调色参数及偏红调色参数；
23.信号解析单元，用于将色温转换为cie1976-u'v'系统中的u'v'色坐标，以该u'v'色坐标作为黑体轨迹线与设定色温的等温线的交点；
24.等温线调节单元，用于根据偏绿调色参数或偏红调色参数、u'v'色坐标及等温线的调节步长以及计算出目标混色坐标；
25.配色运算单元，用于根据目标混色色坐标获取各基色混合亮度的总值以及各基色对应的亮度；
26.输出控制单元，用于根据各基色固有最高亮度和各基色对应的亮度计算占空比并输出对光源进行控制。
27.第三方面，本技术提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行上述的等温线调色控制方法。
28.第四方面，本技术提供了一种可读存储介质，可读存储介质中存储有计算机程序，计算机程序包括用于控制过程以执行过程的程序代码，过程包括根据上述的等温线调色控制方法。
29.本发明的主要贡献和创新点如下：1、与现有技术相比，本技术可实现在等温线上调色的控制方法，对于多基色光源，接收用户色温输入，接收用户偏色调节，通过配色运算输出对应pwm驱动光源，实现目标色彩在等温线上自由调节；
30.2、与现有技术相比，本技术实现在等温线上调色的控制方法，让用户根据场景需求，在等温线上自由调色，以满足更多光色需求；
31.3、与现有技术相比，本技术使用cie1976-u’v’色度图实施，可确保等温线的精确性，以及确保在等温线上按步长调节时，在视觉上是均匀变化的。
32.本技术的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本技术的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
附图说明
33.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本申
请的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
34.图1是根据本技术实施例的等温线调色控制方法的流程；
35.图2是cie1931-xy色度图中黑体轨迹线的示意图；
36.图3是本技术采用的cie1976-u’v’色度图；
37.图4是根据本技术实施例的电子装置的硬件结构示意图。
具体实施方式
38.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本说明书一个或多个实施例相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本说明书一个或多个实施例的一些方面相一致的装置和方法的例子。
39.需要说明的是：在其他实施例中并不一定按照本说明书示出和描述的顺序来执行相应方法的步骤。在一些其他实施例中，其方法所包括的步骤可以比本说明书所描述得更多或更少。此外，本说明书中所描述的单个步骤，在其他实施例中可能被分解为多个步骤进行描述；而本说明书中所描述的多个步骤，在其他实施例中也可能被合并为单个步骤进行描述。
40.目前相同相关色温的不同批次光源或不同型号光源，使用了不同bin(分档)的光源。不同bin(分档)的光源会产生偏色。
41.基于此，本发明实现在等温线上调色的控制方法，对于多基色光源，接收用户色温输入，接收用户偏色调节，通过配色运算输出对应pwm驱动光源，实现目标色彩在等温线上自由调节。
42.实施例一
43.具体地，本技术实施例提供了等温线调色控制方法，具体地，参考图1，所述方法包括以下步骤：
44.s00、获取光源的各基色固有最高亮度、各基色对应的固有色坐标以及用户输入的调色参数，其中调色参数包括设定色温、偏绿调色参数及偏红调色参数；
45.在本实施例中，在黑暗封闭环境中获取光源的各基色固有最高亮度和对应的固有色坐标。
46.其中，偏绿调色参数和偏红调色参数的取值范围均大于0且小于等于0.03。
47.s10、将色温转换为cie1976-u'v'系统中的u'v'色坐标，以该u'v'色坐标作为黑体轨迹线(图3中的f(u’,v’))与设定色温的等温线(图3中的h(u’,v’))的交点，参见图3中的m
t
；
48.在本实施例中，现有技术使用最多的cie1931-xy色度图，在视觉上不均匀，与人眼视觉不一致。cie1960-uv色度图在视觉上进一步均匀。而cie1976-u’v’色度图在视觉上均匀性好。因此本技术使用cie1976-u’v’色度图实施，以确保等温线的精确性，以及确保在等温线上按步长调节时，在视觉上是均匀变化的。
49.s20、根据偏绿调色参数或偏红调色参数、u'v'色坐标及等温线的调节步长以及计算出目标混色坐标，参见图3中的偏绿p
t-n
和偏红q
t-n
；
50.s30、根据目标混色色坐标获取各基色混合亮度的总值以及各基色对应的亮度；
51.在本实施例中，通过将目标混色色坐标带入线性规划模型中得到各基色混合亮度的总值以及各基色对应的亮度，其中线性规划模型基于各基色固有最高亮度、各基色固有色坐标及目标混色色坐标建立。
52.在本实施例中，当各基色混合亮度的总值为0时，保持占空比为上个状态。
53.s40、根据各基色固有最高亮度和各基色对应的亮度计算占空比并输出对光源进行控制。
54.其中，将各基色对应的亮度一一对应除以各基色固有最高亮度得到占空比，该占空比作为pwm信号输出以控制光源。
55.实施例二
56.基于相同的构思，本技术还提出了一种等温线调色控制装置，包括：
57.输入单元，用于获取光源的各基色固有最高亮度、各基色对应的固有色坐标以及用户输入的调色参数，其中调色参数包括设定色温、偏绿调色参数及偏红调色参数；
58.在本实施例中，输入单元用于接收用户色温参数t的输入，以及接收用户偏绿调色参数d、偏红调色参数d’的输入；
59.在信号解析前，还需要获取如各基色最大亮度值l'1+l'2+
…
+l'm；获取各基色的色坐标(u'1,v'1)、(u'2,v'2)、
…
、(u'm,v'm)；
60.信号解析单元，用于将色温转换为cie1976-u'v'系统中的u'v'色坐标，以该u'v'色坐标作为黑体轨迹线与设定色温的等温线的交点；
61.在本实施例中，信号解析单元用于把用户色温参数t解析成黑体轨迹线上对应的色坐标m
t
(u'
t
,v'
t
)；
62.等温线调节单元，用于根据偏绿调色参数或偏红调色参数、u'v'色坐标及等温线的调节步长以及计算出目标混色坐标；
63.在本实施例中，用于计算目标色坐标p
t-n
(u'
mix
,v'
mix
)，p
t-n
表示偏绿调色时t色温下的第n级调节，当接收到用户偏绿调色参数d(0《d≤0.03)时，用以下方程建立：
[0064][0065]
在本实施例中，用于计算目标色坐标q
t-n
(u'
mix
,v'
mix
)，q
t-n
表示偏红调色时t色温下的第n级调节，当接收到用户偏红调色参数d’(0《d’≤0.03)时，用以下方程建立：
[0066][0067]
配色运算单元，用于根据目标混色色坐标获取各基色混合亮度的总值以及各基色对应的亮度；
[0068]
在本实施例中，配色运算单元对于任意不少于3种基色的光源，基于以下线性规划
模型建立：
[0069]
目标函数：max l
mix
＝l'1+l'2+
…
+l'm[0070][0071]
其中，下标m为不少于3的正整数表示基色数量；l'1、l'2、
…
、l'm是各基色待定的目标亮度，属于决策变量；l
mix
是待定的混色总亮度；l1、l2、.....、lm是各基色固有的最大亮度；(u'
mix
,v'
mix
)是目标混色的色坐标；(u'1,v'1)、(u'2,v'2)、
…
、(u'm,v'm)是各基色固有的色坐标。
[0072]
其中，当所述线性规划模型的最优解l
mix
＝0时，表示由用户输入参数所确定的目标色坐标p
t-n
(u'
mix
，v'
mix
)不在m基色组成的色域范围内，此时执行的操作是：让占空比d的输出保持上一个状态；也可同时返回信息提示。
[0073]
输出控制单元，用于根据各基色固有最高亮度和各基色对应的亮度计算占空比并输出对光源进行控制。
[0074]
其中，占空比记作d：
[0075][0076]
其中l'1、l'2、
…
、l'm是各基色配色结果亮度，l1、l2、.....、lm是各基色固有的最大亮度。
[0077]
实施例三
[0078]
基于实施例一或实施例二，本实施例把某台4基色rgbw(红、绿、蓝、白)灯置于黑房中，测定各基色的最大亮度分别记为：
[0079]
lr＝850；lg＝2500；lb＝450；lw＝2050。
[0080]
同时测定各基色的色坐标，分别记为：
[0081]
u'r＝0.5442,v'r＝0.5180；
[0082]
u'g＝0.0553,v'g＝0.5715；
[0083]
u'b＝0.1691,v'b＝0.1241；
[0084]
u'w＝0.1702,v'w＝0.4133；
[0085]
此时，例如用户对光源调色操作，在控台上输入色温t＝6667k，使用现有技术转换成cie1976-u'v'系统中的u’v’色坐标为记作m
t
(u'
t
,v'
t
)＝(0.1996,0.4639)。该点即为黑体轨迹线与6667k等温线的交点。
[0086]
设在等温线上的调色步长为λ＝0.002，当在偏绿通道上输入1级调节时，即d＝1
×
λ＝0.002，记目标混色调节点为p
t-1
(u'
mix
,v'
mix
)。
[0087]
代入(u'
t
,v'
t
)的数值及d数值到下列方程，可解出目标混色坐标p
t-1
(u'
mix
,v'
mix
)：
[0088]
解得p
t-1
(u'
mix
,v'
mix
)＝(0.1978,0.4646)，即为目标混色坐标。
[0089]
把上述数据代入下列线性规划模型：
[0090]
目标函数：max l
mix
＝l'r+l'g+l'b+l'w[0091][0092]
代入数据求解模型得，混合亮度有最大值l
mix
＝l'r+l'g+l'b+l'w＝4634.517，此时rgbw各基色的亮度分别为：l'r＝850；l'g＝1680.737；l'b＝53.780；l'w＝2050。
[0093]
于是得到此时pwm的占空比d：
[0094][0095]
综合上述过程，用户对光源调色操作，在控台上输入色温t＝6667k，并在偏绿通道输入调节等级为1。配色运算单元返回pwm占空比，即把rgbw各基色的pwm信号占空比输出为d＝{1,0.6723,0.1195,1}发送至驱动器，驱动光源各基色按所需发光并混色。调色后的色温仍然为6667k，只是向绿色方向偏移了1级。
[0096]
实施例四
[0097]
在实施例三的基础上，用户在偏绿通道上输入2级调节时，d＝2
×
λ＝0.004，此时利用实施例四同样的公式求得目标混色坐标p
t-2
(u'
mix
,v'
mix
)＝(0.1960,0.4654)；混合亮度最大值l
mix
＝l'r+l'g+l'b+l'w＝4707.677
[0098]
rgbw各基色的亮度分别为：l'r＝850；l'g＝1751.990；l'b＝55.688；l'w＝2050；最终占空比d＝{1,0.7008,0.1238,1}。
[0099]
综合上述过程，用户对光源调色操作，在控台上输入色温t＝6667k，并在偏绿通道
输入调节等级为2。配色运算单元返回pwm占空比，即把rgbw各基色的pwm信号占空比输出为d＝{1,0.7008,0.1238,1}发送至驱动器，驱动光源各基色按所需发光并混色。调色后的色温仍然为6667k，只是向绿色方向偏移了2级。
[0100]
实施例五
[0101]
在实施例三的基础上，用户在偏红通道上输入1级调节时(此时将覆盖之前的偏绿调节数据)，即d’＝1
×
λ＝0.002，记目标混色坐标为q
t-1
(u'
mix
,v'
mix
)。
[0102]
利用实施例三中同样的公式，代入(u'
t
,v'
t
)的数值及d’数值到下列方程，可解出目标混色坐标q
t-1
(u'
mix
,v'
mix
)：
[0103][0104]
求得q
t-1
(u'
mix
,v'
mix
)＝(0.2014,0.4629)，即为目标混色坐标。
[0105]
将q
t-1
(u'
mix
,v'
mix
)代入线性规划模型：
[0106]
目标函数：max l
mix
＝l'r+l'g+l'b+l'w[0107][0108]
代入数据求解模型得，混合亮度有最大值l
mix
＝l'r+l'g+l'b+l'w＝4494.104，此时rgbw各基色的亮度分别为：l'r＝850；l'g＝1543.654；l'b＝50.450；l'w＝2050；；
[0109]
于是得到此时pwm的占空比d：
[0110][0111]
综合上述过程，用户对光源调色操作，在控台上输入色温t＝6667k，并在偏红通道输入调节等级为1。配色运算单元返回pwm占空比，即把rgbw各基色的pwm信号占空比输出为d＝{1,0.6175,0.1121,1}发送至驱动器，驱动光源各基色按所需发光并混色。调色后的色温仍然为6667k，只是向红色方向偏移了1级。
[0112]
实施例六
[0113]
与实施例五操作相同，区别在于本实施例用户在偏红通道上输入2级调节时，即d’＝2
×
λ＝0.004。此时求得q
t-2
(u'
mix
,v'
mix
)＝(0.2032,0.4621)
[0114]
混合亮度最大值l
mix
＝l'r+l'g+l'b+l'w＝4425.251；
[0115]
rgbw各基色的亮度分别为：l'r＝850；l'g＝1476.692；l'b＝48.559；l'w＝2050；
[0116]
最终占空比d＝{1,0.5907,0.1079,1}
[0117]
综合上述过程，用户对光源调色操作，在控台上输入色温t＝6667k，并在偏红通道输入调节等级为2。配色运算单元返回pwm占空比，即把rgbw各基色的pwm信号占空比输出为d＝{1,0.5907,0.1079,1}发送至驱动器，驱动光源各基色按所需发光并混色。调色后的色温仍然为6667k，只是向红色方向偏移了2级。
[0118]
实施例七
[0119]
本实施例还提供了一种电子装置，参考图4，包括存储器404和处理器402，该存储器404中存储有计算机程序，该处理器402被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
[0120]
具体地，上述处理器402可以包括中央处理器(cpu)，或者特定集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，简称为asic)，或者可以被配置成实施本技术实施例的一个或多个集成电路。
[0121]
其中，存储器404可以包括用于数据或指令的大容量存储器404。举例来说而非限制，存储器404可包括硬盘驱动器(harddiskdrive，简称为hdd)、软盘驱动器、固态驱动器(solidstatedrive，简称为ssd)、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(universalserialbus，简称为usb)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器404可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器404可在数据处理装置的内部或外部。在特定实施例中，存储器404是非易失性(non-volatile)存储器。在特定实施例中，存储器404包括只读存储器(read-onlymemory，简称为rom)和随机存取存储器(randomaccessmemory，简称为ram)。在合适的情况下，该rom可以是掩模编程的rom、可编程rom(programmableread-onlymemo ry，简称为prom)、可擦除prom(erasableprogrammableread-onlymemory，简称为eprom)、电可擦除prom(electricallyerasableprogrammableread-onl ymemory，简称为eeprom)、电可改写rom(electricallyalterableread-only memory，简称为earom)或闪存(flash)或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，该ram可以是静态随机存取存储器(staticrandom-acc essmemory，简称为sram)或动态随机存取存储器(dynamicrandomaccessm emory，简称为dram)，其中，dram可以是快速页模式动态随机存取存储器404(fastpagemodedynamicrandomaccessmemory，简称为fpmdram)、扩展数据输出动态随机存取存储器(extendeddateoutdynamicrandomaccessme mory，简称为edodram)、同步动态随机存取内存(synchronousdynamicra ndom-accessmemory，简称sdram)等。
[0122]
存储器404可以用来存储或者缓存需要处理或通信使用的各种数据文件，以及处理器402所执行的可能的计算机程序指令。
[0123]
处理器402通过读取并执行存储器404中存储的计算机程序指令，以实现上述实施例中的任意等温线调色控制方法。
[0124]
可选地，上述电子装置还可以包括传输设备406以及输入输出设备408，其中，该传
输设备406和上述处理器402连接，该输入输出设备408和上述处理器402连接。
[0125]
传输设备406可以用来经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括电子装置的通信供应商提供的有线或无线网络。在一个实例中，传输设备包括一个网络适配器(network interface controller，简称为nic)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备406可以为射频(radio frequency，简称为rf)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
[0126]
输入输出设备408用于输入或输出信息。在本实施例中，输入的信息可以是调色参数等，输出的信息可以是占空比等。
[0127]
实施例四
[0128]
本实施例还提供了一种可读存储介质，可读存储介质中存储有计算机程序，计算机程序包括用于控制过程以执行过程的程序代码，过程包括根据实施例一的等温线调色控制方法。
[0129]
需要说明的是，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
[0130]
通常，各种实施例可以以硬件或专用电路、软件、逻辑或其任何组合来实现。本发明的一些方面可以以硬件来实现，而其他方面可以由控制器、微处理器或其他计算设备执行的固件或软件来实现，但是本发明不限于此。尽管本发明的各个方面可以被示出和描述为框图、流程图或使用一些其他图形表示，但是应当理解，作为非限制性示例，本文中描述的这些框、装置、系统、技术或方法可以以硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其他计算设备或其某种组合来实现。
[0131]
本发明的实施例可以由计算机软件来实现，该计算机软件由移动设备的数据处理器诸如在处理器实体中可执行，或者由硬件来实现，或者由软件和硬件的组合来实现。包括软件例程、小程序或宏的计算机软件或程序(也称为程序产品)可以存储在任何装置可读数据存储介质中，并且它们包括用于执行特定任务的程序指令。计算机程序产品可以包括当程序运行时被配置为执行实施例的一个或多个计算机可执行组件。一个或多个计算机可执行组件可以是至少一个软件代码或其一部分。另外，在这一点上，应当注意，如图中的逻辑流程的任何框可以表示程序步骤、或者互连的逻辑电路、框和功能、或者程序步骤和逻辑电路、框和功能的组合。软件可以存储在诸如存储器芯片或在处理器内实现的存储块等物理介质、诸如硬盘或软盘等磁性介质、以及诸如例如dvd及其数据变体、cd等光学介质上。物理介质是非瞬态介质。
[0132]
本领域的技术人员应该明白，以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0133]
以上实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。