颜色测量设备校准制造技术

在一种用于包括至少三个颜色通道的滤光型颜色测量设备的校准方法中，形成用于将颜色通道的输出信号变换成三刺激颜色值的校准矩阵。在光谱上执行该校准，其中测量并存储颜色测量设备的颜色通道的光谱灵敏度以及典型光源的光谱发射特性，并且其中根据光谱灵敏度、光源的光谱发射特性以及根据CIE?1931的标准观察者的光谱评估函数来计算校准矩阵。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于校准滤光型颜色测量设备的方法。
技术介绍
颜色测量设备可基于所使用的測量技术而被大体上分成两类光谱测量设备和滤光型測量设备。光谱测量设备是最通用的，这是因为已知道光谱测量值可被用来得到在实践中感兴趣的任何其它变量(例如颜色值、顔色密度值等)。滤光型測量设备较不通用，但是反过来在设计上较不复杂，并且相应地更节省成本。无论基础测量技术如何，顔色测量设备可实施为自主设备或者实施为待与评估测量数据的控制计算机相结合使用的外围测量设备。自主颜色测量设备包括測量操作所必需的所有操作和显示构件以及它们自己的电源，并且在许多情况下还配备有用干与计算机通信的接ロ，其中測量数据和控制数据两者都可与计算机进行交換。被配置为外围測量设备的颜色测量设备通常没有它们自己的操作 和显示构件，而是像任何其它外围计算机设备一祥由上级计算机控制。为了与计算机通信，更多的现代颜色測量设备常常例如装配有所谓的USB (通用串行总线)接ロ，在许多情况下，同时还可以通过USB接口供电(从附连的计算机供电)。測量设备的这样的设计例如在美国专利说明书No. 7671991( ^ EP 1845350B1)中进行了描述。颜色测量设备取决于它们的实施方式和辅助设备而可用于大量的測量任务。顔色測量设备的ー个特定应用领域是对监视器进行測量，具体而言是为了校准和创建颜色轮廓的目的，其中颜色测量设备被人工定位在待测量的监视器上并接触监视器，或者被布置在距监视器小的距离(优选地小于20cm)处。在其它的应用功能中，颜色测量设备还可用来测量环境光或者可能还用于对例如由电子投影仪(视频投影仪)照明的投影区域的(远程)测量。这些内容同样在例如美国专利说明书No. 7671991( ^ EP 1845350B1)中进行了描述。本专利技术排他地涉及滤光型颜色测量设备。这样的滤光型颜色测量设备具有如下光学装置该光学装置将接收到的測量光经由不同光谱透射率的三个或更多个滤色器引导到对应的光电传感器上，所述光电传感器将入射到它们上的光转换成对应的测量信号。不同滤色器和相关联的传感器的数目决定了颜色测量设备的所谓颜色通道的数目。为了精确的颜色測量，颜色测量设备应当能够产生与根据国际照明委员会(CIE) 1931的标准观察者的评估光谱(顔色匹配函数，CMF)对应的測量值。然而，使用实际滤色器和相关联的传感器，所述评估光谱(顔色匹配函数)不能被精确复制或者至少不处于设计复杂性的可调整水平，从而使得这样的滤光型颜色测量设备所生成的測量数据在实践中只是标准化三刺激(tristimulus)颜色值X、Y、Z的较好或较差的近似。因此，需要处理测量数据，其中使用(乘以)特定于设备的校准矩阵来变换颜色測量设备的各个颜色通道的输出信号，其中校准矩阵的元素被选择为使得变换和/或矩阵乘法的结果尽可能精确地对应于标准化三刺激颜色值。在下面，对颜色測量设备进行校准和/或用于颜色測量设备的校准方法被理解为意指确定所述校准矩阵。常规地，基干与參考三刺激颜色测量设备(其被假定为高精度设备)的比较测量来校准滤光型颜色测量设备。可调光源(例如，由计算机控制的监视器)生成一系列的f个色块，这f个色块由待校准的滤光型颜色测量设备和參考颜色測量设备两者同时地或依次地计量，其中待校准的滤光型颜色测量设备生成f个组，每个组包括n个颜色通道输出值[C] =C1,^Cf, n，而參考颜色测量设备对应地生成f组三刺激颜色值[T] = X1. . . Xf,Y1. . . Yf, Z1. . . Zf0这些值被输入到矩阵方程[T] = [C]女[M]中，其中[M]是所寻求的校准矩阵并且呈现维度3女n。所计量的色块的数目f 必须至少是3，但通常更大。然后，解该矩阵方程以求得[M]。如果f > 3，则利用最小方差法来解该方程。如果f = 3，则直接得到解。校准矩阵[M]然后可存储在滤光型颜色测量设备自身中或外部计算机中，并被用来将滤光型顔色测量设备的颜色通道输出值变换成三刺激顔色值。这种已知的校准方法有两个关键的缺点。一方面，它需要良好保持(稳定且恒定)的光源以及对应地良好保持的參考颜色測量设备，这是因为校准的可重复性否则可能显著降低。另ー方面，由于以这种方式确定的校准矩阵[M]仅关于校准中所用光源的f个色块表现出最优(最佳配合)，所以在其它光源上的测量应用中可能产生显著误差。于是，本专利技术的意图在于避免用于滤光型颜色测量设备的校准方法中的这些缺点。
技术实现思路
亦可通过本专利技术解决的该首选目的可通过用于将颜色通道的输出信号变换成三刺激颜色值的校准方法来解决，其中在光谱上执行校准，其中測量并存储颜色测量设备的顔色通道的光谱灵敏度，并且其中根据光谱灵敏度以及标准观察者特别是根据CIE 1931的标准观察者的光谱评估函数来计算校准矩阵。在下面，还公开了根据本专利技术的校准方法的有利实施方式和发展。本专利技术的一方面如下在用于包括至少三个顔色通道的滤光型颜色测量设备的校准方法中，形成用于将颜色通道的输出信号变换成三刺激颜色值的校准矩阵。通过如下方式在光谱上执行校准測量并存储顔色测量设备的颜色通道的光谱灵敏度、并根据光谱灵敏度以及根据CIE 1931的标准观察者的光谱评估函数来计算校准矩阵。在光谱上校准实现了根据CIE的评估函数(顔色匹配函数)的较好近似。根据特别有利的实施方式，測量并存储目标光源的发射光谱，并将该发射光谱并入到校准矩阵的计算中。通过并入目标光源，可以降低光源相关测量误差。然后，优选地通过解矩阵方程P * S * CM = P * CMF以求得校准矩阵(CM)的元素来计算校准矩阵(CM)，其中，P是其中元素为相同类型的不同顔色的目标光源的发射光谱的各个光谱值的矩阵，S是其中元素为颜色测量设备的颜色通道的光谱灵敏度的各个光谱值的矩阵，且CMF是其中元素为根据CIE 1931或其它这样的标准的标准观察者的光谱评估函数的各个光谱值的矩阵。在标准情况下，这是超定方程组，其可例如根据已知的最小方差法来求解。依据根据本专利技术的方法的有利发展，測量并存储相同类型的不同目标光源的发射光谱。根据这些发射光谱形成组合发射光谱，并基于该组合发射光谱来计算特定于类型的校准矩阵。该方法具有如下优点不必对于每个目标光源模型測量并存储专有发射光谱。然后，有利地通过解矩阵方程PK * S * CMt = PK * CMF以求得特定于类型的校准矩阵(CMt)的元素来计算该特定于类型的校准矩阵(CMt)，其中，PK是其中元素为相同类型的各个目标光源的发射光谱的各个光谱值的矩阵，每个目标光源是相同类型的不同顔色的，S是其中元素为颜色测量设备的颜色通道的光谱灵敏度的各个光谱值的矩阵，且CMF是其中元素为根据CIE 1931的标准观察者的光谱评估函数的各个光谱值的矩阵。有利地通过解矩阵方程S * CMg = CMF以求得一般性校准矩阵的元素来计算一般性校准矩阵，其中，S是其中元素为颜色测量设备的颜色通道的 光谱灵敏度的各个光谱值的矩阵，且CMF是其中元素为根据CIE1931或CMF的其它标准集的标准观察者的光谱评估函数的各个光谱值的矩阵。当对于目标光源而言不能获得适当的发射光谱时，一般性校准矩阵是有利的。根据本专利技术中的重要构思，紧接在使用颜色测量设备进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于包括至少三个颜色通道的滤光型颜色测量设备的校准方法，其中形成用于将所述颜色通道的输出信号变换成三刺激颜色值的校准矩阵，其中在光谱上执行所述校准，其中测量并存储所述颜色测量设备的所述颜色通道的光谱灵敏度，并且其中根据所述光谱灵敏度以及标准观察者特别是根据CIE？1931的标准观察者的光谱评估函数来计算所述校准矩阵。

【技术特征摘要】
2011.04.01 US 13/078,2911.一种用于包括至少三个颜色通道的滤光型颜色测量设备的校准方法，其中形成用于将所述颜色通道的输出信号变换成三刺激颜色值的校准矩阵，其中在光谱上执行所述校准，其中测量并存储所述颜色测量设备的所述颜色通道的光谱灵敏度，并且其中根据所述光谱灵敏度以及标准观察者特别是根据CIE 1931的标准观察者的光谱评估函数来计算所述校准矩阵。2.根据权利要求I所述的方法，其中测量并存储目标光源的发射光谱，并且其中将该发射光谱并入到所述校准矩阵的计算中。3.根据权利要求2所述的方法，其中通过解矩阵方程P* S * CM = P * CMF以求得校准矩阵的元素来计算所述校准矩阵，其中，P是其中元素为相同类型的不同颜色的所述目标光源的所述发射光谱的各个光谱值的矩阵，S是其中元素为所述颜色测量设备的所述颜色通道的所述光谱灵敏度的各个光谱值的矩阵，且CMF是其中元素为标准观察者特别是根据CIE 1931的标准观察者的所述光谱评估函数的各个光谱值的矩阵。4.根据权利要求I至3中的任一项所述的方法，其中测量并存储相同类型的不同目标光源的发射光谱；根据这些发射光谱形成组合发射光谱；并且基于该组合发射光谱来计算特定于类型的校准矩阵。5.根据权利要求4所述的方法，其中通过解矩阵方程PK* S * CMt = PK * CMF以求得所述特定于类型的校准矩阵的元素来计算所述特定于类型的校准矩阵，其中，PK是其中元素为相同类型的各个目标光源的所述发射光谱的各个光谱值的矩阵，每个目标光源是相同类型的不同颜色的，S是其中元素为所述颜色测量设备的所述颜色通道的所述光谱灵敏度的各个光谱值的矩阵，且CMF是其中元素为标准观察者特别是根据CIE1931的标准观察者的所述光谱评估函数的各个光谱值的矩阵。6.根据权利要求I至5中的任一项所述的方法，其中通过解矩阵方程S* CMg = CMF以求得一般性校准矩阵的元素来计算所述一般性校准矩阵，其中，S是其中元素为所述颜色测量设备的所述颜色通道的所述光谱灵敏度的各个光谱值的矩阵，且CMF是其中元素为标准观察者特别是根据CIE 1931的标准观察者的所述光谱评估函数的各个光谱值的矩阵。7.根据权利要求4所述的方法，其中通过解矩阵方程S* CMg = CMF以求得一般性校准矩阵的元素来计算所述一般性校准矩阵，其中，S是其中元素为所述颜色测量设备的所述颜色通道的所述光谱灵敏度的各个光谱值的矩阵，且CMF是其中元素为标准观察者特别是根据CIE 1931的标准观察者的所述光谱评估函数的各个光谱值的矩阵。8.根据权利要求5所述的方法，其中通过解矩阵方程S* CMg = CMF以求得一般性校准矩阵的元素来计算所述一般性校准矩阵，其中，S是其中元素为所述颜色测量设备的所述颜色通道的所述光谱灵敏度的各个光谱值的矩阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：比特·弗里克，托马斯·A·利安萨，安德鲁·马西亚，周望龙，理查德·费德里科，
申请(专利权)人：爱色丽欧洲公司，
类型：发明
国别省市：