[发明专利]一种精确获取光源相关色温的方法及系统

权利要求书

1.一种精确获取光源相关色温的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：获取和存储黑体色温及色品数据：在CIE 1960 UCS色品图上，以一定倒数色温间隔选取倒数色温，计算其对应黑体轨迹的CIE 1960(u,v)色品坐标，并存储选取的倒数色温及对应黑体轨迹的CIE 1960(u,v)色品坐标数据；

S2：输入及处理测试光源数据：将输入的测试光源数据转换成测试光源的CIE 1960(u,v)色品坐标；

S3：色温优化：收缩色温搜索范围，采用一种基于黄金分割搜索的最优化方法获取测试光源的相关色温；

所述的步骤S1中获取和存储黑体色温及色品数据的具体建立过程包括以下步骤：

S101：在50～625MK^-1倒数色温范围内以25MK^-1为间隔选取24个倒数色温点，以尽可能保证在CIE 1960 UCS色品图上对应黑体轨迹的色品坐标均匀分布，并将选取的倒数色温点记为R_Ti，脚标Ti表示第i个倒数色温点；

S102：按照下式将步骤1)中各倒数色温点转换成以绝对温度表示的形式T_i；

S103：根据普朗克方程计算步骤S102中各色温点T_i对应黑体辐射的光谱功率分布S(λ,T_i)，其中，λ为可见光波长；

S104：计算步骤S103中各光谱功率分布S(λ,T_i)对应黑体的CIE 1931 XYZ三刺激值(X_i,Y_i,Z_i)；

S105：计算步骤S104中各CIE 1931 XYZ三刺激值(X_i,Y_i,Z_i)对应黑体的CIE 1960(u,v)色品坐标点(u_i,v_i)；

S106：将选取的各倒数色温点R_Ti和对应黑体的CIE 1960(u,v)色品坐标(u_i,v_i)存储，完成黑体色温及色品数据的获取和存储；

所述步骤S2中输入及处理测试光源数据具体包括以下几种情形：

S201：若输入的测试光源数据为测试光源的光谱功率分布，则需先由光谱功率分布计算测试光源的CIE 1931 XYZ三刺激值，然后再由其三刺激值获得测试光源的CIE 1960(u,v)色品坐标(u_t,v_t)；

S202：若输入的测试光源数据为测试光源的CIE 1931 XYZ三刺激值，则需由其三刺激值获得测试光源的CIE 1960(u,v)色品坐标(u_t,v_t)；

S203：若输入的测试光源数据为测试光源的CIE 1931(x,y)色品坐标(x_t,y_t)，则需按照下式获得测试光源的CIE 1960(u,v)色品坐标(u_t,v_t)；

S204：若输入的测试光源数据为测试光源的CIE 1976(u’,v’)色品坐标(u_t’,v_t’)，则需按照下式获得测试光源的CIE 1960(u,v)色品坐标(u_t,v_t)；

S205：若输入的测试光源数据为测试光源的CIE 1960(u,v)色品坐标(u_t,v_t)，则不作任何处理；

所述步骤S3中色温优化具体步骤为：

S301：计算测试光源的CIE 1960(u,v)色品坐标(u_t,v_t)与所述步骤S1中存储的各黑体轨迹CIE 1960(u,v)色品坐标点(u_i,v_i)间的欧几里得距离，记为Δuv_i，并通过Min(Δuv_i)获得最小距离，记为Δuv_m，其中，Min表示求最小值，m表示第m个倒数色温点，把Δuv_m对应的黑体倒数色温记为R_Tm；

若m＝1，则[R_Tm,R_Tm+1]即为经过缩小处理后的测试光源相关色温的搜索范围；

若m＝24，则[R_Tm-1,R_Tm]即为经过缩小处理后的测试光源相关色温的搜索范围；

若m≠1且m≠24，则[R_Tm-1,R_Tm+1]即为经过缩小处理后的测试光源相关色温的搜索范围；

将上述经过缩小处理后的搜索范围对应的三种情形一并记为[R_To,R_Tp]，其中，R_To代表搜索范围的左端点，R_Tp代表搜索范围的右端点；

S302：在步骤S301中的[R_To,R_Tp]搜索范围内，按照下式确定两个倒数色温点，分别记为R_Ta和R_Tb；

R_Ta＝R_To+(1-s)(R_Tp-R_To)

R_Tb＝R_To+s(R_Tp-R_To)

式中为收缩系数，即黄金分割点；

S303：将步骤S302中的两个倒数色温点R_Ta和R_Tb分别依次按照所述的S102～S105获得R_Ta和R_Tb对应黑体轨迹的CIE 1960(u,v)色品坐标，分别记为(u_a,v_a)和(u_b,v_b)，再分别计算这两点与测试光源的CIE 1960(u,v)色品坐标点(u_t,v_t)间的欧几里得距离，分别记为Δuv_a和Δuv_b；

S304：若步骤S303中的Δuv_a<Δuv_b，则R_Tp＝R_Tb，R_Tb＝R_Ta，Δuv_b＝Δuv_a，R_Ta＝R_To+(1-s)(R_Tp-R_To)，并将R_Ta依次按照所述的S102～S105获得R_Ta对应黑体轨迹的CIE 1960(u,v)色品坐标，记为(u_a,v_a)，再计算该点与测试光源的CIE 1960(u,v)色品坐标点(u_t,v_t)间的欧几里得距离，记为Δuv_a；

若步骤S303中的Δuv_a≥Δuv_b，则R_To＝R_Ta，R_Ta＝R_Tb，Δuv_a＝Δuv_b，R_Tb＝R_To+s(R_Tp-R_To)，并将R_Tb依次按照所述的S102～S105获得R_Tb对应黑体轨迹的CIE 1960(u,v)色品坐标，记为(u_b,v_b)，再计算该点与测试光源的CIE 1960(u,v)色品坐标点(u_t,v_t)间的欧几里得距离，记为Δuv_b；

S305：若R_Tb-R_Ta>ε，则重复执行步骤S304，否则执行步骤S306，其中，ε表示终止条件，取决于对获取光源相关色温精度的要求；

S306：按照下式获取测试光源的相关色温T_t

2.一种实现权利要求1所述方法的精确获取光源相关色温的系统，其特征在于，包括黑体色温及色品数据存储模块、光源数据输入及处理模块和色温优化模块，其中：

黑体色温及色品数据存储模块用于存储在CIE 1960 UCS色品图上均匀分布的黑体轨迹色品坐标及其对应的倒数色温；

光源数据输入及处理模块用于输入和处理测试光源的光谱功率分布、三刺激值或其任意一种色品坐标数据；

色温优化模块用于缩小测试光源相关色温的搜索范围，并采用一种基于黄金分割搜索的最优化方法获取测试光源的相关色温。