用于校准颜色测量仪器的方法和设备技术

在一个示例中，从包括多个颜色通道的目标颜色测量仪器接收电子信号。从信号中提取目标颜色测量仪器对由目标发光设备发射的光的响应。响应被校准以最小化响应和标准观测仪的颜色匹配函数的输出之间的差异。校准包括将响应乘以校准矩阵。校准矩阵组合来自可调谐光源的第一多个光的测量值和来自目标发光设备的第二多个光的测量值。第一多个和第二多个光的测量值的第一子集由目标颜色测量仪器进行，而第一多个和第二多个光的测量值的第二子集由参考光谱辐射计进行。

Method and apparatus for calibrating color measuring instruments

In one example, an electronic signal is received from a target color measuring instrument including a plurality of color channels. The target color measurement instrument is extracted from the signal to respond to the light emitted by the target light emitting device. The response is calibrated to minimize the difference between the output of the response and the color matching function of the standard observer. Calibration includes multiplying the response with the calibration matrix. The calibration matrix combines the measurement values of the first plurality of light from the tunable light source and the second plurality of light from the target light emitting device. The first subset of the measured values of the first and second light is performed by the target color measuring instrument, while the second subset of the measured values of the first and second light is performed by the reference spectral radiometer.

【技术实现步骤摘要】
用于校准颜色测量仪器的方法和设备相关申请的交叉引用本申请要求于2017年4月19日提交的美国临时专利申请序列号62/487,169的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
现有的专利技术总体上涉及颜色的测量，并且更具体地涉及用于发光物体的颜色的测量仪器的校准。
技术介绍
为了测量发光物体的颜色(即发光二极管(LED灯)，电脑显示器，电视机，投影仪等)，诸如色度计这样的颜色测量仪器应该能够输出与标准观测仪的色彩匹配函数(CMF)相对应的色彩测量值(根据国际照明委员会(CIE1931))。然而，设计有三个传感器精确匹配CMF的颜色测量仪器是非常困难的。通常，使用数学变换将由传感器进行的测量转换为CMF匹配值。
技术实现思路
在一个示例中，从包括多个颜色通道的目标颜色测量仪器接收电子信号。从信号中提取目标颜色测量仪器对由目标发光设备发射的光的响应。校准该响应以最小化其和标准观测仪的颜色匹配函数的输出之间的差异。校准包括将响应乘以校准矩阵。该校准矩阵组合来自可调谐光源的第一多个光的测量值和来自目标发光设备的第二多个光的测量值。由目标颜色测量仪器进行第一多个和第二多个光测量的第一子集，而由参考光谱辐射计进行第一多个和第二多个光测量的第二子集。在另一个示例中，当由处理器执行时，非临时性计算机可读介质存储指令使处理器执行操作。该操作包括从目标颜色测量仪器接收电子信号，其中目标颜色测量仪器包括多个颜色通道，其从信号中提取目标颜色测量仪器对由目标发光设备发射的光的响应，并校准该响应以最小化该响应和标准观测仪的颜色匹配函数的输出之间的差异。校准包括将响应乘以校准矩阵，其中该校准矩阵组合来自可调谐光源的第一多个光的测量值和来自目标发光设备的第二多个光的测量值，并且其中由目标颜色测量仪器进行第一多个和第二多个光测量的第一子集，而由参考光谱辐射计进行第一多个和第二多个光测量的第二子集。在另一个示例中，设备包括处理器和存储指令的非临时性计算机可读介质，当由处理器执行该指令时其使处理器执行操作。该操作包括从目标颜色测量仪器接收电子信号，其中目标颜色测量仪器包括多个颜色通道，其从信号中提取目标颜色测量仪器对由目标发光设备发射的光的响应，并校准该响应以最小化该响应和标准观测仪的颜色匹配函数的输出之间的差异。校准包括将响应乘以校准矩阵，其中该校准矩阵组合来自可调谐光源的第一多个光的测量值和来自目标发光设备的第二多个光的测量值，并且其中由目标颜色测量仪器进行第一多个和第二多个光测量的第一子集，而由参考光谱辐射计进行第一多个和第二多个光测量的第二子集。附图说明通过结合附图考虑下面的详细描述，可以容易地理解本申请的教导，其中：图1示出了一种可能适用于根据本申请的系统的示例的示意图；图2示出了用于校准具有n个通道的目标颜色测量仪器的方法的示例的流程图；而图3是通过使用通用计算设备实现的校准方法的高级框图。具体实施方式在一个示例中，该本专利技术包括用于校准多通道色彩测量仪器的软件程序，以便使仪器输出与标准观测仪的色彩匹配函数之间的差异(根据CIE1931)最小化。在一个特殊示例中，本专利技术包括用于校准多通道颜色测量仪器的软件程序，以便对于包括来自可调谐的光源(如单色器)的光和来自目标光源(如发光设备的光源)的测试光，使得多通道颜色测量仪器的输出与标准观测仪的XYZ三刺激值(根据CIE1931)之间出现的差异(如通过参考光谱辐射度计(在本文中也称为“参考颜色测量仪器”)的测量和计算得到的)最小化。在一个示例中，多通道颜色测量仪器的测量通过n×3校准矩阵CM来校准，其中n是多通道颜色测量仪器中的通道数量，并且3是颜色测量中的三刺激值(如X，Y，Z)的数量。在一个示例中，通过首先构建矩阵CMF来确定校准矩阵CM，其中矩阵CMF的每行包括用于设置可调谐光源的每个光谱的三个三刺激值，其通过参考光谱辐射计测量得到。矩阵CMF附加有矩阵REF，其中矩阵REF的每行包含来自目标光源的测试光的三个三刺激值，其通过参考光谱辐射计测量得到。下一步，构建矩阵S，其中矩阵S的每一行包含多通道颜色测量仪器的n个通道对可调谐的光源的光谱设置之一的输出的响应。然后矩阵S附加有矩阵R，其中矩阵R的每一行包含多通道颜色测量仪器对目标光源的测试光源之一的响应。所有这些矩阵通过生成校准矩阵CM的计算来组合。图1示出了一种可能适用于根据本申请的系统的示例的示意图。该系统通常包括发光设备100，颜色测量仪器102和校准设备104。在一个示例中，发光设备102是发射一种或多种颜色光的物体或设备，诸如液晶显示器(LCD)电视，发光二极管(LED)灯，电脑显示器，投影仪诸如此类。在一个示例中，颜色测量仪器102是具有n个通道的色度计或类似设备，其中n至少为3。在一个示例中，每个通道包括滤波器对/检测器对，其配置为检测以特定波长或波长范围发射的光。颜色测量仪器102耦合至发光设备100。将颜色测量仪器102耦合到发光设备100可能涉及将颜色测量仪器102放置在发光设备100附近，以便颜色测量仪器102可以检测由发光设备100发射的光的颜色。在一个示例中，颜色测量仪器102到发光设备100的耦合是非永久性的。然而在另一个示例中，颜色测量仪器102可嵌入(如永久地)在发光设备100中。在这种情况下，颜色测量仪器102可以包括硅芯片，其前端由多个整体滤色器和检测器组成。校准设备104可以包括包含处理器的主机计算设备。例如，校准设备104可以如图3所示配置，对其进一步详细描述如下。校准设备104耦合(如通过有线或无线连接)至颜色测量仪器102，使得校准设备104可以从颜色测量仪器102(如其中测量输出编码为在由颜色测量仪器102发送到校准设备104的电子信号中)接收颜色测量输出(如n个颜色通道对发光设备的各种光谱设置的响应)。校准设备104可将这些颜色测量输出转换成与标准观测仪的颜色匹配函数相匹配的值，以下结合图2对其进行更详细地描述。图2示出了用于校准具有n个通道的目标颜色测量仪器的方法200的一个示例的流程图。在一个示例中，n大于或等于三。在一个示例中，方法200可以由，例如，图1的校准设备104执行，其使用由目标颜色测量仪器(如颜色测量仪器102)和参考颜色测量仪器提供的测量。在一个示例中，方法200构建并采用校准矩阵。校准矩阵可以通过将第一矩阵乘以第二矩阵的穆尔-彭罗斯广义逆来构建。在此情况下，第一矩阵和第二矩阵都是通过使用第一多个光(来自可调谐光源)和第二多个光(来自目标发光设备)的测量值来构建的。尤其是，通过使用测量值的第一子集(由目标颜色测量仪器进行)构建第二矩阵，而使用测量值的第二子集(由参考光谱辐射计进行)构建第一矩阵。第一矩阵包括附加第四矩阵的第三矩阵，而第二矩阵包括附加第六矩阵的第五矩阵，以下对其进行详细描述。该方法200从步骤202开始。在步骤204中测量矩阵CMF(如上面提及的第三矩阵)。矩阵CMF包含由参考颜色测量仪器测量的可调谐光源的多个设置的三刺激值。因此，在一个示例中，矩阵CMF是w×3矩阵，其中w是可调谐光源的光谱设置的数量，而3是w个光谱设置中每个设置的测量出的XYZ三刺激值的数量。在一个示例中，参考颜色测量仪器是一种颜色测量仪器，如光谱辐射度计，其可以产生与标准观测仪本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：从目标颜色测量仪器接收电子信号，其中所述目标颜色测量仪器包括多个颜色通道；从信号中提取所述目标颜色测量仪器对由目标发光设备发射的光的响应；和校准所述响应以最小化所述响应和标准观测仪的颜色匹配函数的输出之间的差异，其中所述校准包括将所述响应乘以校准矩阵，其中所述校准矩阵组合来自可调谐光源的第一多个光的测量值和来自所述目标发光设备的第二多个光的测量值，并且其中所述第一多个光和所述第二多个光的测量值的第一子集由目标颜色测量仪器进行而第一多个光和第二多个光的测量值的第二子集由参考光谱辐射计进行。

【技术特征摘要】
2017.04.19 US 62/487,169;2017.06.21 US 15/628,8031.一种方法，包括：从目标颜色测量仪器接收电子信号，其中所述目标颜色测量仪器包括多个颜色通道；从信号中提取所述目标颜色测量仪器对由目标发光设备发射的光的响应；和校准所述响应以最小化所述响应和标准观测仪的颜色匹配函数的输出之间的差异，其中所述校准包括将所述响应乘以校准矩阵，其中所述校准矩阵组合来自可调谐光源的第一多个光的测量值和来自所述目标发光设备的第二多个光的测量值，并且其中所述第一多个光和所述第二多个光的测量值的第一子集由目标颜色测量仪器进行而第一多个光和第二多个光的测量值的第二子集由参考光谱辐射计进行。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个颜色测量通道包括至少三个颜色测量通道。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标颜色测量仪器是屏幕色度计。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可调谐光源是单色器。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述校准矩阵包括n×3矩阵，其中n是所述多个颜色通道的数量，并且3是三刺激值的数量。6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括构建所述校准矩阵，其中所述构建包括：使用测量值的第二子集构建第一矩阵；使用测量值的第一子集构建第二矩阵；和将第一矩阵乘以第二矩阵的穆尔-彭罗斯广义逆。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，构建所述第一矩阵包括：测量第三矩阵，其中所述第三矩阵的每一行包含由所述参考光谱辐射计所测量的所述第一多个光中的一个光的一个光谱设置的三个三刺激值；测量第四矩阵，其中所述第四矩阵的每一行包含由所述参考光谱辐射度计测量的所述第二多个光中的一个光的三个三刺激值；和第四矩阵附加至第三矩阵。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，构建所述第二矩阵包括：测量第五矩阵，其中所述第五矩阵的每一行包含用于由所述目标颜色测量仪器测量的所述第一多个光中的一个光的一个光谱设置的三个三刺激值；测量第六矩阵，其中所述第六矩阵的每一行包含由所述目标颜色测量仪器测量的所述第二多个光中的一个光的三个三刺激值；和第六矩阵附加至第五矩阵。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，构建所述校准矩阵还包括：将所述第一矩阵和所述第二矩阵的每一个乘以方阵，其中所述方阵的权重来自所述目标发光设备的所述第二多个光的设置的相对重要性。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方阵是对角方阵。11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方阵是实数的任意非奇异矩阵。12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述响应包括响应中的第n行向量S0。13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，将所述响应乘以校准矩阵产生由所述目标发光设备发射的光的估算的XYZ三刺激值的行3向量。14.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：Z·徐，M·H·布里尔，
申请(专利权)人：德塔颜色公司，
类型：发明
国别省市：美国,US