本技术涉及灯具调光,具体涉及一种自适应电流对色坐标影响的动态校正颜色混合系统及方法。
背景技术:
1、最新的情景照明科技充分利用数字技术,通过重塑光的存在状态,调动光的表现力和艺术创造力,实现了再现具有情节性和戏剧性的空间主题场景的目标。这样的技术不仅具备艺术的感染力,还能创造出令人着迷的空间景象。
2、情景照明中,对灯光色彩的精准度要求较高。在实际应用中,可通过色坐标表征色彩。
3、色坐标(chromaticity coordinate),就是颜色的坐标,也叫表色系。常用的色坐标,横轴为x,纵轴为y。有了色坐标,可以在色度图上确定一个点。这个点(色坐标)精确表示了发光颜色。如下图1,是cie-1931色坐标系统,即,cie-1931色度图。
4、在情景照明中,主要通过调光混色实现灯光色彩变换,进而实现场景切换。调光混色的过程是通过改变各基色的电流大小实现。然而,照明光源通常为led,当流经led的电流增大时,基色的色坐标会产生漂移。
5、具体地,led的发光机制是由电流激发导致半导体材料中的电子和空穴之间的复合,产生光子的发射。当电流增大时,电子和空穴复合的速度也会增加,这会导致能带结构的变化,使得发出的光子能量(频率)和波长发生变化,进而导致色坐标的漂移。
6、随着电流的增大,led的禁带宽度(能带隙)可能会发生变化。禁带宽度的变化会影响电子和空穴之间的跃迁能量,进而影响发出的光的波长和颜色,导致色坐标的漂移。
7、在高电流下,电子和空穴的输运效应会变得更加显著。电子和空穴在半导体材料中的输运过程会受到电流密度的影响。当电流密度增加时,电子和空穴的输运路径会发生改变,这会导致电子和空穴复合的位置和机率发生变化,进而影响发出的光的颜色,导致色坐标的漂移。
8、因此,如图2所示,电流的变化会导致rgb基色的色坐标(x, y)发生较大的漂移。这引起了混色时的漂移现象,对灯光艺术的空间景象产生了不良影响,使艺术创造力和感染力大大降低。
9、此外,在调光混色的过程中,还会出现亮度闪烁的问题。
技术实现思路
1、本技术的一优势在于提供了一种自适应电流对色坐标影响的动态校正颜色混合系统及方法,其中,所述自适应电流对色坐标影响的动态校正颜色混合方法能够解决因电流变化引起各个所述基色光源色坐标的漂移问题。
2、本技术的另一优势在于提供了一种自适应电流对色坐标影响的动态校正颜色混合系统及方法,其中,所述自适应电流对色坐标影响的动态校正颜色混合方法能够改善调光过程中的亮度闪烁的问题。
3、本技术的又一优势在于提供了一种自适应电流对色坐标影响的动态校正颜色混合系统及方法,其中,所述自适应电流对色坐标影响的动态校正颜色混合方法采用了偏差微调最小波动算法,能够最大限度和最优化的方式确保亮度调节的稳定性。
4、本技术的又一优势在于提供了一种自适应电流对色坐标影响的动态校正颜色混合系统及方法,其中,所述自适应电流对色坐标影响的动态校正颜色混合方法引入各个所述基色光源的亮度等级和色度参数来进行配色运算,能够实现较为精准的闭环配色,能够保证配色准确性和一致性。
5、根据本技术的一个方面,提供了一种自适应电流对色坐标影响的动态校正颜色混合方法,其包括:获取各个所述基色光源的基准点及其色坐标,以及,用户输入数据,其中,所述用户输入数据包括各个所述基色光源的调色参数输入数据;基于所述用户输入数据和各个所述基色光源的基准点的色坐标,计算各个所述基色光源对应的原始占空比和原始目标混色的色坐标;以及基于所述用户输入数据和标定的各个所述基色光源在不同亮度等级下对应色坐标,确定各个所述基色光源对应的新占空比,其中,将各个所述基色光源的调色参数输入数据作为各个所述基色光源的亮度等级。
6、在根据本技术所述的自适应电流对色坐标影响的动态校正颜色混合方法的一实施方式中,以各个所述基色光源的色坐标漂移量最小时的色坐标作为各个所述基色光源的基准点的色坐标。
7、在根据本技术所述的自适应电流对色坐标影响的动态校正颜色混合方法的一实施方式中,以各个所述基色光源在其亮度等级为中值时对应的色坐标为各个所述基色光源的色坐标漂移量最小时的色坐标。
8、在根据本技术所述的自适应电流对色坐标影响的动态校正颜色混合方法的一实施方式中,所述自适应电流对色坐标影响的动态校正颜色混合方法还包括:测定各个所述基色光源在常温下固有的亮色参数,所述亮色参数包括:在黑房中时各个所述基色光源处于满载电流时的最大亮度值;和标定各个所述基色光源在不同亮度等级下的色坐标。
9、在根据本技术所述的自适应电流对色坐标影响的动态校正颜色混合方法的一实施方式中,基于以下算式计算各个所述基色光源的原始占空比:;其中, m表示各个基色光源; d m表示各个所述基色光源的原始占空比; c m表示各个基色光源的调色参数输入数据; n表示亮度等级的最大值;基于以下算式计算原始目标混色的色坐标:;
10、;其中,表示原始目标混色的色坐标;表示原始目标混色的色坐标的横坐标,表示原始目标混色的色坐标的纵坐标; d 1表示第一基色光源对应的原始占空比; d 2表示第二基色光源对应的原始占空比; d m表示第m基色光源对应的原始占空比; l 1表示第一基色光源在黑房中时处于满载电流时的最大亮度值; l 2表示第二基色光源在黑房中时处于满载电流时的最大亮度值; l m表示第m基色光源在黑房中时处于满载电流时的最大亮度值; x 1表示第一基色光源的基准点的色坐标中的横坐标值; x 2表示第二基色光源的基准点的色坐标中的横坐标值; x m表示第m基色光源的基准点的色坐标中的横坐标值; y 1表示第一基色光源的基准点的色坐标中的纵坐标值; y 2表示第二基色光源的基准点的色坐标中的纵坐标值; y m表示第m基色光源的基准点的色坐标中的纵坐标值。
11、在根据本技术所述的自适应电流对色坐标影响的动态校正颜色混合方法的一实施方式中,通过目标函数和预设的约束条件计算各个所述基色光源对应的新占空比,其中,所述目标函数为:;其中, s表示总调节偏差,min s表示总调节偏差的最小值;表示第k基色光源的正偏差调节的决策变量;表示第k基色光源的负偏差调节的决策变量;表示各个基色光源的正偏差调节的决策变量之和;表示各个基色光源的负偏差调节的决策变量之和;所述预设的约束条件包括:
12、;
13、;
14、;
15、;
16、;
17、;其中,下标k遍历1,2,…,m;表示原始目标混色的色坐标;表示原始目标混色的色坐标的横坐标,表示原始目标混色的色坐标的纵坐标;表示第一基色光源对应的新占空比;表示第二基色光源对应的新占空比;表示第m基色光源对应的新占空比; x 1,i表示第一基色光源对应的标定的色坐标中的横坐标值; x 2,i表示第二基色光源对应的标定的色坐标中的横坐标值; x m,i表示第m基色光源对应的标定的色坐标中的横坐标值; y 1,i表示第一基色光源对应的标定的色坐标中的纵坐标值; y i,2表示第二基色光源对应的标定的色坐标中的纵坐标值; y m,i表示第m基色光源对应的标定的色坐标中的纵坐标值。
18、根据本技术的另一个方面,提供了一种自适应电流对色坐标影响的动态校正颜色混合系统,其包括:多基色光源,所述多基色光源包括多个基色光源;光源驱动器,所述光源驱动器连接于所述多基色光源;以及控制装置,所述控制光源连接于所述光源驱动器;其中,所述控制装置用于向所述光源驱动器输出pwm信号,并用于:获取各个所述基色光源的基准点及其色坐标,以及,用户输入数据,其中,所述用户输入数据包括各个所述基色光源的调色参数输入数据;基于所述用户输入数据和各个所述基色光源的基准点的色坐标,计算各个所述基色光源对应的原始占空比和原始目标混色的色坐标;以及基于所述用户输入数据和标定的各个所述基色光源在不同亮度等级下对应色坐标,确定各个所述基色光源对应的新占空比,其中,将各个所述基色光源的调色参数输入数据作为各个所述基色光源的亮度等级。
19、在根据本技术所述的自适应电流对色坐标影响的动态校正颜色混合系统的一实施方式中,以各个所述基色光源的色坐标漂移量最小时的色坐标作为各个所述基色光源的基准点的色坐标。
20、在根据本技术所述的自适应电流对色坐标影响的动态校正颜色混合系统的一实施方式中,所述控制装置用于基于以下算式计算各个所述基色光源的原始占空比:;其中, m表示各个基色光源; d m表示各个所述基色光源的原始占空比; c m表示各个基色光源的调色参数输入数据; n表示亮度等级的最大值;所述控制装置用于基于以下算式计算原始目标混色的色坐标:
21、;
22、;其中,表示原始目标混色的色坐标;表示原始目标混色的色坐标的横坐标,表示原始目标混色的色坐标的纵坐标; d 1表示第一基色光源对应的原始占空比; d 2表示第二基色光源对应的原始占空比; d m表示第m基色光源对应的原始占空比; l 1表示第一基色光源在黑房中时处于满载电流时的最大亮度值; l 2表示第二基色光源在黑房中时处于满载电流时的最大亮度值; l m表示第m基色光源在黑房中时处于满载电流时的最大亮度值; x 1表示第一基色光源的基准点的色坐标中的横坐标值; x 2表示第二基色光源的基准点的色坐标中的横坐标值; x m表示第m基色光源的基准点的色坐标中的横坐标值; y 1表示第一基色光源的基准点的色坐标中的纵坐标值; y 2表示第二基色光源的基准点的色坐标中的纵坐标值; y m表示第m基色光源的基准点的色坐标中的纵坐标值。
23、在根据本技术所述的自适应电流对色坐标影响的动态校正颜色混合系统的一实施方式中,所述控制装置还用于通过目标函数和预设的约束条件计算各个所述基色光源对应的新占空比,其中,所述目标函数为:;其中, s表示总调节偏差,min s表示总调节偏差的最小值;表示第k基色光源的正偏差调节的决策变量;表示第k基色光源的负偏差调节的决策变量;表示各个基色光源的正偏差调节的决策变量之和;表示各个基色光源的负偏差调节的决策变量之和;所述预设的约束条件包括:
24、;
25、;
26、;
27、;
28、;
29、;其中,下标k遍历1,2,…,m;表示原始目标混色的色坐标;表示原始目标混色的色坐标的横坐标,表示原始目标混色的色坐标的纵坐标;表示第一基色光源对应的新占空比;表示第二基色光源对应的新占空比;表示第m基色光源对应的新占空比; x 1,i表示第一基色光源对应的标定的色坐标中的横坐标值; x 2,i表示第二基色光源对应的标定的色坐标中的横坐标值; x m,i表示第m基色光源对应的标定的色坐标中的横坐标值; y 1,i表示第一基色光源对应的标定的色坐标中的纵坐标值; y i,2表示第二基色光源对应的标定的色坐标中的纵坐标值; y m,i表示第m基色光源对应的标定的色坐标中的纵坐标值。
30、通过对随后的描述和附图的理解,本技术进一步的目的和优势将得以充分体现。
31、本技术的这些和其它目的、特点和优势,通过下述的详细说明,附图和权利要求得以充分体现。
1.一种自适应电流对色坐标影响的动态校正颜色混合方法,其特征在于,包括:获取各个所述基色光源的基准点及其色坐标,以及,用户输入数据,其中,所述用户输入数据包括各个所述基色光源的调色参数输入数据;基于所述用户输入数据和各个所述基色光源的基准点的色坐标,计算各个所述基色光源对应的原始占空比和原始目标混色的色坐标;以及基于所述用户输入数据和标定的各个所述基色光源在不同亮度等级下对应色坐标,确定各个所述基色光源对应的新占空比,其中,将各个所述基色光源的调色参数输入数据作为各个所述基色光源的亮度等级。
2.根据权利要求1所述的自适应电流对色坐标影响的动态校正颜色混合方法,其中,以各个所述基色光源的色坐标漂移量最小时的色坐标作为各个所述基色光源的基准点的色坐标。
3.根据权利要求2所述的自适应电流对色坐标影响的动态校正颜色混合方法,其中,以各个所述基色光源在其亮度等级为中值时对应的色坐标为各个所述基色光源的色坐标漂移量最小时的色坐标。
4.根据权利要求2所述的自适应电流对色坐标影响的动态校正颜色混合方法,其中,所述自适应电流对色坐标影响的动态校正颜色混合方法还包括:测定各个所述基色光源在常温下固有的亮色参数,所述亮色参数包括:在黑房中时各个所述基色光源处于满载电流时的最大亮度值;和标定各个所述基色光源在不同亮度等级下的色坐标。
5.根据权利要求4所述的自适应电流对色坐标影响的动态校正颜色混合方法,其中,基于以下算式计算各个所述基色光源的原始占空比:;其中,m表示各个基色光源;dm表示各个所述基色光源的原始占空比;cm表示各个基色光源的调色参数输入数据;n表示亮度等级的最大值;基于以下算式计算原始目标混色的色坐标:;
6.根据权利要求5所述的自适应电流对色坐标影响的动态校正颜色混合方法,其中,通过目标函数和预设的约束条件计算各个所述基色光源对应的新占空比,其中,所述目标函数为:;其中,s表示总调节偏差,mins表示总调节偏差的最小值;表示第k基色光源的正偏差调节的决策变量;表示第k基色光源的负偏差调节的决策变量;表示各个基色光源的正偏差调节的决策变量之和;表示各个基色光源的负偏差调节的决策变量之和;所述预设的约束条件包括:
7.一种自适应电流对色坐标影响的动态校正颜色混合系统,其特征在于,包括:多基色光源,所述多基色光源包括多个基色光源;光源驱动器,所述光源驱动器连接于所述多基色光源;以及控制装置,所述控制光源连接于所述光源驱动器;其中,所述控制装置用于向所述光源驱动器输出pwm信号,并用于:获取各个所述基色光源的基准点及其色坐标,以及,用户输入数据,其中,所述用户输入数据包括各个所述基色光源的调色参数输入数据;基于所述用户输入数据和各个所述基色光源的基准点的色坐标,计算各个所述基色光源对应的原始占空比和原始目标混色的色坐标;以及基于所述用户输入数据和标定的各个所述基色光源在不同亮度等级下对应色坐标,确定各个所述基色光源对应的新占空比,其中,将各个所述基色光源的调色参数输入数据作为各个所述基色光源的亮度等级。
8.根据权利要求7所述的自适应电流对色坐标影响的动态校正颜色混合系统,其中,以各个所述基色光源的色坐标漂移量最小时的色坐标作为各个所述基色光源的基准点的色坐标。
9.根据权利要求7所述的自适应电流对色坐标影响的动态校正颜色混合方法,其中,所述控制装置用于基于以下算式计算各个所述基色光源的原始占空比:;其中,m表示各个基色光源;dm表示各个所述基色光源的原始占空比;cm表示各个基色光源的调色参数输入数据;n表示亮度等级的最大值;所述控制装置用于基于以下算式计算原始目标混色的色坐标:
10.根据权利要求9所述的自适应电流对色坐标影响的动态校正颜色混合方法,其中,所述控制装置还用于通过目标函数和预设的约束条件计算各个所述基色光源对应的新占空比,其中,所述目标函数为:;其中,s表示总调节偏差,mins表示总调节偏差的最小值;表示第k基色光源的正偏差调节的决策变量;表示第k基色光源的负偏差调节的决策变量;表示各个基色光源的正偏差调节的决策变量之和;表示各个基色光源的负偏差调节的决策变量之和;所述预设的约束条件包括:
