一種標(biāo)準(zhǔn)光源對(duì)色觀察箱的光源校準(zhǔn)檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種測(cè)試方法，尤其是涉及一種標(biāo)準(zhǔn)光源對(duì)色觀察箱的光源校準(zhǔn)檢測(cè) 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)光源對(duì)色觀察箱都沒有色溫和照度等參數(shù)的監(jiān)測(cè)，而隨著使用時(shí)間增 加，光源組件的材質(zhì)變化會(huì)造成輻照光源的色溫照度發(fā)生變化而用戶卻不知道，這會(huì)使得 用戶判定顏色和鑒別色差或測(cè)定的結(jié)果會(huì)發(fā)生很大的差異，從而影響生產(chǎn)驗(yàn)收效果。
[0003] 目前國(guó)際上最先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)光源對(duì)色觀察箱只可以做到照度的實(shí)時(shí)顯示，并且對(duì)于 日光燈等測(cè)量誤差較大，目前測(cè)量照度的方案是利用照度傳感器采樣光信號(hào)來實(shí)現(xiàn)照度的 測(cè)量，但不能實(shí)現(xiàn)色溫的測(cè)量，想要做到色溫的測(cè)量往往需要高精度的光譜分析儀器才可 以測(cè)量。
[0004] 因?yàn)楝F(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)光源對(duì)色觀察箱缺少對(duì)色溫和照度的監(jiān)測(cè)，使用戶對(duì)觀察箱的精度 性能沒有直觀的判斷，更重要的是會(huì)影響對(duì)辨色工作的展開，而通常想測(cè)量色溫往往需要 高精度的光譜分析儀，但光譜分析儀的價(jià)格非常高，想在燈箱上安裝光譜分析儀就變得不 現(xiàn)實(shí)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成本較低，能夠檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)光源對(duì) 色觀察箱內(nèi)色溫變化，從而便于校準(zhǔn)光源的檢測(cè)方法。
[0006] 本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種標(biāo)準(zhǔn)光源對(duì)色觀察箱的光源校準(zhǔn)檢測(cè)方法，對(duì)色 觀察箱在出廠前通過外接的光譜分析儀采樣光源的XYZ數(shù)據(jù)，通過對(duì)色觀察箱內(nèi)設(shè)置的顏 色傳感器采樣光源的RGB數(shù)據(jù)，計(jì)算出RGB數(shù)據(jù)與XYZ數(shù)據(jù)之間的矩陣系數(shù)，并將該矩陣系數(shù) 發(fā)送至對(duì)色觀察箱的主控模塊保存;觀察箱在出廠后通過顏色傳感器采樣的RGB數(shù)據(jù)與矩 陣系數(shù)經(jīng)過計(jì)算得到XYZ數(shù)據(jù)，該XYZ數(shù)據(jù)計(jì)算得到色溫?cái)?shù)據(jù)，通過色溫?cái)?shù)據(jù)對(duì)光源進(jìn)行校 準(zhǔn)。
[0007] 作為一種改進(jìn)，通過多項(xiàng)式回歸算法實(shí)現(xiàn)RGB轉(zhuǎn)XYZ，公式為：
[0008] ⑴
[0009]式中R為紅光信號(hào)，G為綠光信號(hào)，B為藍(lán)光信號(hào)，X、Y、Z為三刺激值，令矩陣
Η.，即公式（1)可表示為Η=ΙΜ，Μ為需要求解的矩陣系數(shù)，基于最小二乘法， 變換矩陣Μ可由下式求解：
[0010] M=(ITI)_1ITH (2)
[0011] 式中IT表示I的轉(zhuǎn)置。
[0012] 作為一種改進(jìn)，通過公式計(jì)算XYZ轉(zhuǎn)色溫：
[0013] CCT = 449V3+3525V2+6823.3V+5520.33 (3)
[0014] V=(x-〇.3320)/(0.1858-y) (4)
[0015] χ=Χ/(Χ+Υ+Ζ) (5)
[0016] y = Y/(X+Y+Z) (6)
[0017] 式中CCT為色溫，V、x、y為中間變量。
[0018] 作為一種改進(jìn)，采用日光燈作為光源時(shí)，配合多種不同的窄波LED光源調(diào)整變化色 溫;對(duì)色觀察箱經(jīng)過預(yù)熱，由顏色傳感器采樣光源的RGB數(shù)據(jù)，由外接的光譜分析儀采樣光 源的XYZ數(shù)據(jù)，通過多組數(shù)據(jù)計(jì)算得出矩陣系數(shù)。
[0019] 作為一種改進(jìn)，采用熒光燈和日落燈作為光源時(shí)，選擇多個(gè)電壓，在每個(gè)電壓下由 顏色傳感器采樣光源的RGB數(shù)據(jù)，同時(shí)由外接的光譜分析儀采樣光源的XYZ數(shù)據(jù)，通過多組 數(shù)據(jù)計(jì)算得出矩陣系數(shù)。
[0020] 作為一種改進(jìn)，對(duì)色觀察箱在出廠前通過外接的光譜分析儀采樣光源的照度數(shù) 據(jù)，通過對(duì)色觀察箱內(nèi)設(shè)置的顏色傳感器采樣光源的C數(shù)據(jù)，計(jì)算出C數(shù)據(jù)與照度數(shù)據(jù)之間 的比例系數(shù)，并將該比例系數(shù)發(fā)送至對(duì)色觀察箱的主控模塊保存;觀察箱在出廠后通過顏 色傳感器采樣的C數(shù)據(jù)與比例系數(shù)經(jīng)過計(jì)算得到照度數(shù)據(jù)，通過該照度數(shù)據(jù)與色溫?cái)?shù)據(jù)一 起對(duì)光源進(jìn)行校準(zhǔn)，其中C為光強(qiáng)信號(hào)。
[0021] 作為一種改進(jìn)，記校準(zhǔn)過程中照度為Alux，同時(shí)顏色傳感器采樣到的C值為C1，
[0022] P=ALux/Cl； (7)
[0023] 記校準(zhǔn)完成后照度為BLux，同時(shí)顏色傳感器采樣到的C值為C2，
[0024] BLux = P*C2; (8)
[0025] 式中P為比例系數(shù)。
[0026] 作為一種改進(jìn)，采用日光燈作為光源時(shí)，配合多種不同的窄波LED光源調(diào)整變化照 度;對(duì)色觀察箱經(jīng)過預(yù)熱，由顏色傳感器采樣光源的C數(shù)據(jù)，由外接的光譜分析儀采樣光源 的照度數(shù)據(jù)，通過多組數(shù)據(jù)計(jì)算得出比例系數(shù)。
[0027] 作為一種改進(jìn)，采用熒光燈作為光源時(shí)，選擇多個(gè)電壓，在每個(gè)電壓下由顏色傳感 器采樣光源的C數(shù)據(jù)，同時(shí)由外接的光譜分析儀采樣光源的照度數(shù)據(jù)，通過多組數(shù)據(jù)計(jì)算得 出比例系數(shù)。
[0028] 作為一種改進(jìn)，采用日落燈作為光源時(shí)，選擇多個(gè)電壓，在每個(gè)電壓下由顏色傳感 器采樣光源的RGB數(shù)據(jù)和C數(shù)據(jù)，同時(shí)由外接的光譜分析儀采樣光源的XYZ數(shù)據(jù)和照度數(shù)據(jù)， 通過多組數(shù)據(jù)計(jì)算得出矩陣系數(shù)和比例系數(shù);采用紫外燈作為光源時(shí)，將紫外燈開啟10% 到100%不同的多種強(qiáng)度，采樣其C數(shù)據(jù)，通過紫外強(qiáng)度儀器采樣紫外強(qiáng)度，計(jì)算出多個(gè)比例 系數(shù)。
[0029] 本發(fā)明的有益效果:采用了高性能的顏色傳感器利用顏色算法和校準(zhǔn)結(jié)合的方法 來實(shí)現(xiàn)對(duì)色溫的測(cè)量。這樣的方法不僅成本低，而且色溫的測(cè)量精度也比較準(zhǔn)確;與現(xiàn)有的 對(duì)色觀察箱相比，能夠在低成本的情況下實(shí)現(xiàn)測(cè)量色溫，從而能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)視光源色溫是否 存在誤差，若出現(xiàn)誤差可以及時(shí)調(diào)試，提高了對(duì)色觀察箱顏色測(cè)試的準(zhǔn)確性。
【附圖說明】
[0030]圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)框架圖。
[0031 ]圖2是本發(fā)明的上位機(jī)校準(zhǔn)過程流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)說明。
[0033]如圖1、2所示，為本發(fā)明標(biāo)準(zhǔn)光源對(duì)色觀察箱的光源校準(zhǔn)檢測(cè)方法的具體實(shí)施方 式。該實(shí)施方式對(duì)色觀察箱在出廠前通過外接的光譜分析儀采樣光源的XYZ數(shù)據(jù)，通過對(duì)色 觀察箱內(nèi)設(shè)置的顏色傳感器采樣光源的RGB數(shù)據(jù)，計(jì)算出RGB數(shù)據(jù)與XYZ數(shù)據(jù)之間的矩陣系 數(shù)，并將該矩陣系數(shù)發(fā)送至對(duì)色觀察箱的主控模塊保存;觀察箱在出廠后通過顏色傳感器 采樣的RGB數(shù)據(jù)與矩陣系數(shù)經(jīng)過計(jì)算得到XYZ數(shù)據(jù)，該XYZ數(shù)據(jù)計(jì)算得到色溫?cái)?shù)據(jù)，通過該色 溫?cái)?shù)據(jù)對(duì)光源進(jìn)行校準(zhǔn)。光譜分析儀較為昂貴，體積較大，從各方面考慮不便于設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn) 光源對(duì)色觀察箱上，而若要進(jìn)行色溫或者照度的準(zhǔn)確測(cè)試，必須使用光譜分析儀器來實(shí)現(xiàn)。 在沒有色溫或者照度數(shù)據(jù)的情況下，又難以保證標(biāo)準(zhǔn)光源的初始狀態(tài)是否符合測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)， 或者標(biāo)準(zhǔn)光源在使用時(shí)間增加后光譜發(fā)生變化，從而影響到測(cè)試的準(zhǔn)確性。本發(fā)明利用顏 色傳感器代替光譜分析儀器，大大降低了測(cè)試成本，每臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)光源對(duì)色觀察箱的光源在出 廠前利用光譜分析儀進(jìn)行XYZ數(shù)據(jù)測(cè)試，配合顏色傳感器進(jìn)行RGB數(shù)據(jù)測(cè)試，建立兩組數(shù)據(jù) 的矩陣系數(shù)保存到標(biāo)準(zhǔn)光源對(duì)色觀察箱的主控模塊中，出廠后的標(biāo)準(zhǔn)光源對(duì)色觀察箱通過 顏色傳感器測(cè)得的RGB數(shù)據(jù)與矩陣系數(shù)經(jīng)過計(jì)算就能得到XYZ數(shù)據(jù)，由XYZ數(shù)據(jù)計(jì)算得到色 溫?cái)?shù)據(jù)，從而實(shí)時(shí)監(jiān)視光源狀態(tài)便于校準(zhǔn)。如圖2所示，上位機(jī)配置校準(zhǔn)參數(shù)，例如選擇顏色 傳感器端口、光譜分析儀端口、校準(zhǔn)哪一燈具等項(xiàng)目，然后給主控模塊發(fā)送校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，標(biāo)準(zhǔn) 光源對(duì)色觀察箱為保證測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確要先進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱完畢后進(jìn)行顏色傳感器和光譜 分析儀的數(shù)據(jù)采集和接收；由上位機(jī)判斷校準(zhǔn)步驟是否結(jié)束，未結(jié)束則重復(fù)采集步驟;若結(jié) 束則由上位機(jī)根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)組成矩陣公式，得出色溫的矩陣系數(shù)，上位機(jī)把矩陣系數(shù)發(fā) 給主控模塊保存。圖1為總體結(jié)構(gòu)框架圖，在出廠前光譜分析儀連入標(biāo)準(zhǔn)光源對(duì)色觀察箱對(duì) 色溫和照度進(jìn)行測(cè)試；出廠后由顏色傳感器單獨(dú)進(jìn)行色溫和照度的測(cè)試，通過LED控制模 塊，可以控制另外設(shè)置的窄波LED光源工作對(duì)標(biāo)準(zhǔn)光源進(jìn)行補(bǔ)償，顏色傳感器持續(xù)的采集數(shù) 據(jù)，與LED控制模塊配合，校準(zhǔn)光源，使標(biāo)準(zhǔn)光源對(duì)色觀察箱中補(bǔ)償后光線測(cè)得的色溫和照 度在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。
[0034] 作為一種改講的縣體實(shí)施方式，通過多項(xiàng)式回歸算法實(shí)現(xiàn)RGB轉(zhuǎn)XYZ，公式為：
[0035] (1)
[0036] 式中R為紅光信號(hào)，G為綠光信號(hào)，B為藍(lán)光信號(hào)，X、Y、Z為三刺激值，令矩陣
1，記光源Ν個(gè)狀態(tài)下的顏色傳感器獲取的RGB信號(hào)為I，相應(yīng)的Ν個(gè)狀態(tài)下通 過光譜分析儀獲取的光源XYZ信號(hào)記為矩陣H，即公式(1)可表示為H=頂，Μ為需要求解的矩 陣系數(shù)，基于最小二乘法，變換矩陣Μ可由下式求解：
[0037] M=(ITI)_1ITH (2)
[0038] 式中Ιτ表示I的轉(zhuǎn)置，-1表示矩陣求逆。最佳的變換應(yīng)該使所有色塊的預(yù)測(cè)色差最 小，由上式求取的Μ使光源各狀態(tài)下的模型預(yù)測(cè)ΧΥΖ值于相應(yīng)ΧΥΖ測(cè)試值之間的均方誤差最 小。通過求取的矩陣系數(shù)，我們可以將顏色傳感器獲取的RGB換算為ΧΥΖ三刺激值。
[0039] 通過公式計(jì)算XYZ轉(zhuǎn)色溫：
[0040] CCT = 449V3+3525V2+6823.3V+5520.33 (3)
[0041] V=(x-〇.3320)/(0.1858-y) (4)
[0042] χ=Χ/(Χ+Υ+Ζ) (5)
[0043] y = Y/(X+Y+Z) (6)
[0044] 式中CCT為色溫，V、x、y為中間變量。通過以上公式