一种冷白与暖白LED混光转换色温的计算方法、介质和装置与流程

一种冷白与暖白led混光转换色温的计算方法、介质和装置
技术领域
1.本技术涉及led的技术领域，尤其是涉及一种冷白与暖白led混光转换色温的计算方法、介质和装置。


背景技术：

2.冷白光cw与暖白光ww led混光是目前照明灯具内常用的模型，由于冷白与暖白两款led混光在cie1931色度空间坐标图上为直线表现方式，与黑体辐射轨迹曲线为曲线表现方式不同，如附图4所示，为cie1931 色度空间坐标中的黑体辐射轨迹曲线，传统的色温调整方式，则以经验法则调整色温，让混光后的cie1931色度值(x，y)落在目标色温的等色温线附近，但缺点为不同色温的光源pwm脉冲配比不同不适用经验法则，而经验法则已不足以应用于目前市场上的多样led混光技术，常发生色温调整与实际不符的的问题。


技术实现要素：

3.针对上述经验法则调整色温与实际不符的的问题。本技术提出了一种冷白与暖白led混光转换色温的计算方法、存储介质和装置。
4.第一方面，本技术提出了一种冷白与暖白led混光转换色温的计算方法，包括以下步骤：
5.s1：采集暖白光在不同灯板温度下的暖白光cie1931色度值(wwx， wwy)和光通量wwy，并将数据拟合成第一回归公式ww，采集冷白光在不同灯板温度下的冷白光cie1931色度值(cwx，cwy)和光通量cwy，将数据拟合成第二回归公式cw；
6.s2：设定目标色温t，通过黑体辐射公式计算出目标色温t的cie1960 色度值(tu，tv)，并计算目标色温t的cie1960色度值(tu，tv)的等色温线的斜率m1；
7.s3：读取当前的灯板温度ntctemp，将所述当前的灯板温度ntctemp 代入所述第一回归公式ww计算出第一cie1931色度值(wwx，wwy)，将所述当前的灯板温度ntctemp代入所述第二回归公式cw计算出第二 cie1931色度值(cwx，cwy)；
8.s4：将所述第一cie1931色度值(wwx，wwy)转换第一cie1960色度值(wwu，wwv)，将所述第二cie1931色度值(cwx，cwy)转换第二 cie1960色度值(cwu，cwv)；
9.s5：计算所述第一cie1960色度值(wwu，wwv)与所述第二cie1960 色度值(cwu，cwv)的cw+ww向量的直线斜率m2；
10.s6：计算cw+ww向量与等色温线的交点(cu，cv)，计算公式具体为：
11.b1＝tv-m1
×
tu；
12.b2＝cwv-m2
×
cwu；
13.cu＝(b1-b2)/(m2-m1)；
14.cv＝m1
×
cu+b1；
15.s7：将所述cw+ww向量与等色温线的交点(cu，cv)转换成用于控制pwm脉冲配比的目标cie1931色度值(cx，cy)。
16.通过采用上述技术方案，通过采集暖白光和冷白光的光源参数并拟合成回归公式，然后设定目标色温t，计算出目标色温t的cie1960色度值(tu，tv)，然后读取当前的灯板温度ntctemp，将灯板温度ntctemp 代入回归公式计算cw+ww向量与等色温线的交点(cu，cv)，并将 cw+ww向量与等色温线的交点(cu，cv)转换成用于控制pwm脉冲配比的目标cie1931色度值(cx，cy)，不需要通过经验法则调整色温，从而减小目标色温t与实际色温cct之间的误差。
17.在一些实施例中，步骤s7具体包括以下步骤：
18.将所述cw+ww向量与所述等色温线的交点(cu，cv)转换成用于控制pwm脉冲配比的目标cie1931色度值(cx，cy)；
19.通过色温转换公式计算出所述目标cie1931色度值(cx，cy)的实际色温cct，计算所述实际色温cct与所述目标色温t之间的误差，所述色温转换公式具体为：
20.n＝(cx-0.332)/(cy-0.1858)：
21.cct＝-437
×
n^3+3601
×
n^2+6861
×
n+5514.31。
22.通过采用上述技术方案，在计算目标色温t的等色温线与cw+ww向量的交点的过程中，由于涉及数据拟合的过程，最后计算得出的实际色温 cct与目标cie1931色度值(cx，cy)之间会存在误差，本技术计算出的实际色温cct与目标色温t之间的误差较小，改善了色温调整与实际不符的的问题。
23.在一些实施例中，步骤s1中通过积分球采集暖白光和冷白光在不同灯板温度下的cie1931色度值和光通量。
24.通过采用上述技术方案，使用积分球来测量光通量时，可使得测量结果更为可靠，积分球可降低并除去由光线的形状、发散角度、及探测器上不同位置的响应度差异所造成的测量误差。
25.在一些实施例中，步骤s1中采集暖白光和冷白光的数据后通过排除采集数据噪声再建立回归公式。
26.通过采用上述技术方案，在采集暖白光和冷白光的数据后通过排除采集数据噪声再建立回归公式，有利于提高回归公式的精度。
27.在一些实施例中，步骤s2中计算所述目标色温t的tcie1960色度值(tu，tv)的等色温线的斜率m1具体为：通过黑体辐射公式计算出目标色温t的邻近cie1960色度值((t+1)u，(t+1)v)，计算所述邻近 cie1960色度值((t+1)u，(t+1)v)与所述目标色温t的tcie1960 色度值(tu，tv)的直线斜率m，计算所述直线斜率m的倒数得到等色温线的斜率m1。
28.通过采用上述技术方案，通过计算邻近cie1960色度值((t+1)u， (t+1)v)与目标色温t的tcie1960色度值(tu，tv)的直线斜率m相当于计算出黑体辐射曲线在该点处的切线的斜率，计算斜率m的倒数相当于获得黑体辐射轨迹法线斜率。
29.在一些实施例中，步骤s3中通过温度传感器读取当前的灯板温度 ntctemp。
30.通过采用上述技术方案，通过温度传感器可较为方便的读取当前的灯板温度ntctemp。
31.在一些实施例中，步骤s4中的cie1931色度值装换为cie1960色度值的公式为：
32.u＝4x/(-2x+12y+3)；
33.v＝6y/(-2x+12y+3)。
34.通过采用上述技术方案，由于在cie 1960图中的等温线垂直于黑体辐射轨迹，所以将cie1931色度值转换为cie1960色度值有利于计算相关色温。
35.在一些实施例中，步骤s5中计算所述第一cie1960色度值(wwu， wwv)与所述第二cie1960色度值(cwu，cwv)的cw+ww向量的直线斜率m2的公式为：
36.m2＝(cwv-wwv)/(cwu-wwu)。
37.通过采用上述技术方案，利用斜率公式可直接计算所述第一 cie1960色度值(wwu，wwv)与所述第二cie1960色度值(cwu，cwv) 的cw+ww向量的直线斜率m2。
38.第二方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如第一方面中任一实现方式描述的计算方法。
39.第三方面，本技术还提出了一种冷白与暖白led混光转换色温的装置，包括：
40.照明模块，所述照明模块包括暖白光、冷白光以及用于调节暖白光和冷白光色温配比的pwm脉冲模块；
41.输入模块，所述输入模块包括用于输入目标色温t的显示装置；
42.色温控制模块，所述色温控制模块用于读取目标色温t并通过第一方面的计算方法来计算获得目标cie1931色度值(cx，cy)，并通过所述目标cie1931色度值(cx，cy)控制pwm脉冲调节暖白光和冷白光的色温。
43.通过采用上述方案，通过输入模块可输入任意数值的目标色温t，经过本技术公开的色温计算方法计算并输出的实际色温cct与目标色温t之间的误差较小，使得照明装置在连续调整色温时，具有颜色平滑过渡的优点。
44.本技术的实施例公开了一种冷白与暖白led混光转换色温的计算方法方法，通过采集暖白光和冷白光的光源参数并拟合成回归公式，然后设定目标色温t，计算出目标色温t的cie1960色度值(tu，tv)，然后读取当前的灯板温度ntctemp，将灯板温度ntctemp代入回归公式计算 cw+ww向量与等色温线的交点(cu，cv)，并将cw+ww向量与等色温线的交点(cu，cv)转换成用于控制pwm脉冲配比的目标cie1931色度值(cx，cy)，从而减小目标色温t与实际色温cct之间的误差，进而改善了经验法则调整色温与实际不符的的问题。同时，本技术还提出一种冷白与暖白led混光转换色温的装置，其具有在连续调整色温时，颜色平滑过渡的效果。
附图说明
45.包括附图以提供对实施例的进一步理解并且附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示了实施例并且与描述一起用于解释本技术的原理。将容易认识到其它实施例和实施例的很多预期优点，因为通过引用以下详细描述，它们变得被更好地理解。附图的元件不一定是相互按照比例的。同样的附图标记指代对应的类似部件。
46.图1是本技术实施例公开的一种冷白与暖白led混光转换色温的计算方法的流程示意图。
47.图2是本技术实施例公开的一种冷白与暖白led混光转换色温的装置的模块示意图。
48.图3是本技术实施例公开的一种冷白与暖白led混光转换色温的计算方法在cie1931色度空间坐标图中的表现方式。
49.图4为现有技术中的cie1931色度空间坐标图。
具体实施方式
50.为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
51.图1示出了可以应用本技术实施例的冷白与暖白led混光转换色温的计算方法的流程示意图，包括以下步骤：
52.s1：采集暖白光在不同灯板温度下的暖白光cie1931色度值(wwx， wwy)和暖白光光通量wwy，并将数据拟合成第一回归公式ww，采集冷白光在不同灯板温度下的冷白光cie1931色度值(cwx，cwy)和冷白光光通量cwy，将数据拟合成第二回归公式cw。
53.在优选的实施例中，步骤s1中通过积分球采集暖白光和冷白光在不同灯板温度下的cie1931色度值和光通量，光源采集通常采用积分球中长时间采集的方式进行，在采集的流程中，每隔一定时间会采集一次，间隔时间依不同光源类型的积分时间不同而有所改变。使用积分球来采集光源数据时，可使得测量结果更为可靠，积分球可降低并除去由光线的形状、发散角度、及探测器上不同位置的响应度差异所造成的测量误差。
54.在其它实施方式中，还可使用led测试仪、分布光度计等光源采集装置对暖白光和冷白光进行光源信号采集。
55.在优选的实施例中，s1中采集光源数据后通过排除采集数据噪声再建立回归公式，具体的可先计算数据的标准偏差，然后再通过数值计算排除空白数据，最后获得回归公式。
56.本实施例中的第一回归公式ww具体为：
57.wwx＝-0.000136*ntc_temp+0.4673；
58.wwy＝-0.000067*ntc_temp+0.4171：
59.wwy＝-0.4942*ntc_temp+532.24。
60.本实施例中的第二回归公式cw具体为：
61.cwx＝-0.000120*ntc_temp+0.3202：
62.cwy＝-0.000165*ntc_temp+0.3364；
63.cwy＝-0.5590*ntc_temp+488.40。
64.其中，ntc_temp为灯板温度。
65.在其它实施方式中，可依不同精准度需求，采用合适的光源回归公式。
66.s2：设定目标色温t，通过黑体辐射公式计算出目标色温t的 cie1960色度值(tu，tv)，并计算目标色温t的cie1960色度值(tu，tv) 的等色温线的斜率m1。
67.在黑体辐射中，随着温度不同，光的颜色各不相同，黑体呈现由红、橙红、黄、黄白、白、蓝白的渐变过程。某个光源所发射的光的颜色，看起来与黑体在某一个温度下所发射的光颜色相同时，黑体的这个温度称为该光源的色温。cie1960色度空间，又称cie 1960 ucs，是为改进 cie1931色度空间不均匀性而制定的，为了改进这一点，cie制订了该均匀色度空间坐标，cie 1960主要用于计算相关色温，其中等色温线垂直于黑体辐射轨迹曲线。
68.在优选的实施例中，步骤s2中计算目标色温t的tcie1960色度值 (tu，tv)的等色温线的斜率m1具体为：通过黑体辐射公式计算出目标色温t的邻近cie1960色度值((t+1)u，(t+1)v)，计算邻近cie1960 色度值((t+1)u，(t+1)v)与目标色温t的tcie1960色度值(tu，tv) 的直线斜率m，计算直线斜率m的倒数得到等色温线的斜率m1。
69.通过计算邻近cie1960色度值((t+1)u，(t+1)v)与目标色温 t的tcie1960色度值(tu，tv)的直线斜率m相当于计算出黑体辐射曲线在该点处的切线的斜率，计算斜率m的倒数相当于获得黑体辐射轨迹的法线斜率，即等色温线的斜率。
70.计算示例如下：
71.由黑体辐射公式计算出色温3000k的cie1960色度值为 (0.25056823，0.34758903)；
72.由黑体辐射公式计算出色温3001k的cie1960色度值为 (0.25053285，0.34757553)；
73.计算3000k与3001k色度值法线斜率：
74.m1＝-1/(((0.34757553-0.34758903))/((0.25053285-0.25056823)))＝-2.6 2082518。
75.在其它实施方式中，可通过减小邻近色温与目标色温的差值进而提高计算后m1的准确度。
76.s3：读取当前的灯板温度ntctemp，将灯板温度ntctemp代入第一回归公式ww计算出第一cie1931色度值(wwx，wwy)，将灯板温度 ntctemp代入第二回归公式cw计算出第二cie1931色度值(cwx， cwy)。
77.在优选的实施例中，步骤s3中通过温度传感器读取当前的灯板温度ntctemp。
78.s4：将第一cie1931色度值(wwx，wwy)转换第一cie1960色度值 (wwu，wwv)，将第二cie1931色度值(cwx，cwy)转换第二cie1960 色度值(cwu，cwv)。
79.由于在cie 1960色度图中的等温线垂直于黑体辐射轨迹，所以将 cie1931色度值转换为cie1960色度值有利于后续计算。
80.其中，将cie1931色度值装换为cie1960色度值的公式为：
81.u＝4x/(-2x+12y+3)；
82.v＝6y/(-2x+12y+3)。
83.s5：计算第一cie1960色度值(wwu，wwv)与第二cie1960色度值(cwu，cwv)的cw+ww向量的直线斜率m2。
84.其中，计算第一cie1960色度值(wwu，wwv)与第二cie1960 色度值(cwu，cwv)的cw+ww向量的直线斜率m2的公式为：
85.m2＝(cwv-wwv)/(cwu-wwu)。
86.s6：计算cw+ww向量与等色温线的交点(cu，cv)，计算公式具体为：
87.b1＝tv-m1
×
tu；
88.b2＝cwv-m2
×
cwu；
89.cu＝(b1-b2)/(m2-m1)；
90.cv＝m1
×
cu+b1：
91.其中b1、b2为截距。
92.s7：将cw+ww向量与等色温线的交点(cu，cv)转换成用于控制pwm脉冲配比的目标cie1931色度值(cx，cy)；
93.其中，cie1960色度值转换cie1931色度值的转换公式如下：
94.x＝3u/(2u-8v+4)；
95.y＝2v/(2u-8v+4)。
96.在优选的实施例中，s7具体包括以下步骤：
97.将cw+ww向量与等色温线的交点(cu，cv)转换成用于控制pwm 脉冲配比的目标cie1931色度值(cx，cy)，通过色温转换公式计算出目标cie1931色度值(cx，cy)的实际色温cct，计算实际色温cct 与目标色温t之间的误差，其中，色温转换公式具体为：
98.n＝(cx-0.332)/(cy-0.1858)；
99.cct＝-437
×
n^3+3601
×
n^2+6861
×
n+5514.31。
100.计算示例如下：
101.经上述步骤计算目标色温t为3000k时的目标cie1931色度值为 (0.4369，0.4041)，通过色温转换公式计算为2999.7k，实际色温cct 与目标色温t之间的误差为3000k-2999.7k＝0.3k。
102.图3示出了以上计算示例中cie1931色度空间坐标中的实际色温cct。
103.根据本技术公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行图 1所示的方法的程序代码。在该计算机程序被中央处理单元(cpu)和图形处理器(gpu)执行时，执行本技术的方法中限定的上述功能。
104.需要说明的是，本技术所述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的装置、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本技术中，计算机可读介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行装置、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本技术中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行装置、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
105.可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本技术的操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言
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诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言-诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在
涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)-连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
106.进一步参考图2，作为对上述方法的实现，本技术提供了一种冷白与暖白led混光转换色温的装置的一个实施例，该装置实施例与图1所示的方法实施例相对应，该装置具体可以应用于各种电子设备中。
107.如图2所示，本实施例的用冷白与暖白led混光转换色温的装置包括：
108.照明模块103，照明模块103包括暖白光、冷白光以及用于调节暖白光和冷白光色温配比的pwm脉冲模块；
109.输入模块101，输入模块101包括用于输入目标色温t的显示装置，显示装置上设置有色温控制界面，通过色温控制界面可输入目标色温t。
110.色温控制模块102，色温控制模块102用于读取输入模块101中的目标色温t并通过上述方法实施例中的计算方法来计算获得目标cie1931色度值(cx，cy)，并通过目标cie1931色度值(cx，cy)控制pwm脉冲以调节暖白光和冷白光混光后色温。
111.通过色温控制界面可输入任意的目标色温t，经过本技术公开的色温计算方法计算并输出的实际色温cct与目标色温t之间的误差＜20k，可以改善照明装置在连续调整色温时，颜色不平滑的视觉缺点。
112.虽然上面结合本技术的优选实施例对本技术的原理进行了详细的描述，本领域技术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本技术的示意性实现方式的解释，并非对本技术包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本技术范围的限制，在不背离本技术的精神和范围的情况下，任何基于本技术技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本技术保护范围之内。