色度计的校准制造技术

本发明专利技术涉及色度计的校准。本发明专利技术提供一种具有光的多个感测值的色度计，以提供基于人标准观察者的色空间的原色的更高精度测量。该色空间(目标色空间)必须具有两个色度坐标和类似CIELAB、CIELUV或CIE 1931中xyY的消色差原色的特征。设备校准包括利用校准光源的组进行训练。确定校准因子的两个组。校准因子的第一组得出关于色度而被优化的原色的强度，校准因子的第二组得出消色差原色的优化强度。校准因子的这些组的组合能够使色度计针对关于色度和消色差原色优化的基于人标准观察者的色空间的三个原色提供该光的值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及颜色测量的领域，更具体地涉及测量基于人标准观察者的色空间的原 色的值的领域，例如三色值X、Y、Z或者CIELAB色空间的原色L*a*b*的值，并且尤其涉及校 准基于多滤光器的色度计、基于多滤光器的成像色度计的领域以及涉及基于RGB成像系统 的色度计系统。
技术介绍
在色度学领域中，已知两种基本的测量原理。在第一种原理中，光被光谱分辨地测 量。根据CIE 1931XYZ色空间中定义的"标准观察者"的眼灵敏度对权重进行的积分被应 用以接收三色值XYZ。在第二种原理中，利用滤光的光电传感器来模拟眼灵敏度。滤光器由 大块吸收器（有色玻璃滤光器）或干涉滤光器制成。需要最少三个滤光器以达到人类视觉 的三色性。通常，使用第四滤光器使X通道的双发射性质（double lobbed nature)的技术 实现容易。更多通道可以用于克服滤光器/传感器对的灵敏度响应的准确性的技术限制。 Kosztycin等人于2010年4月20日在Applied Optics (应用光学）第49卷 第 12 期的第 2288-2302 页公开的 "Matrix-based color measurement correction of tristimulus colorimeters"描述了利用多输入通道色度计测量多个具有已知三色值（以 及因此已知的色度值）的测试光源的三色曲线。色度计的每个输入通道提供输出信号。使 用这些输出信号，以通过将矩阵应用于这些信号来计算三个校正后的三色值。该矩阵将输 出信号映射到三色值。通过使L*a*b*色空间的颜色距离：的算术平均值或色 空间的色度距离A (u，v)的算术平均值最小化来确定矩阵元素。这些距离设置成三色值的 函数，所述三色值源自于将矩阵应用于测量到的输出信号和测试光源的已知三色值。
技术实现思路
根据第一方面，提供了一种校准色度计的方法，该色度计布置成利用传感器布置 来测量光，所述传感器布置提供具有不同光谱灵敏度的η个感测值，其中η为大于或等于 4的数，并且所述色度计布置成测量以基于人标准观察者的色空间的三个原色形式的所述 光，其中，所述三个原色中的一者是消色差原色。所述方法包括： -利用所述三个原色的已知值生成用于m个校准光源的m个具有η个感测值的组， 其中，m是大于η的数， -确定校准因子的第一组，当将所述校准因子的第一组应用于由所述η个感测值 测量的信号时，所述校准因子的第一组得出所述原色的色度优化的值， 其中，这是通过使以下二者之间的所有校准光源的色度距离的范数最小化来确定 所述校准因子的第一组：（i)通过将所述校准因子的第一组应用于由所述η个感测值测量 的信号来取得的色度值；与（ii)已知的色度值， -确定校准因子的第二组，当将所述校准因子的第二组应用于由所述η个感测值 测量的信号时，所述校准因子的第二组得出所述消色差原色的优化值，这是通过使以下二 者之间的消色差距离的范数最小化来实现：（i)通过将所述校准因子的第二组应用于由所 述η个感测值测量的信号来取得的消色差原色的值；与（ii)消色差原色的已知值， 其中，在通过以下方式的校准之后由所述色度计来测量光：将所述校准因子的第 一组应用于由所述η个感测值测量的信号以获得色度优化的三色值，并且将所述校准因子 的第二组应用于这些信号以获得所述消色差三色的优化值，以及利用所述消色差三色的所 述优化值除以所述色度优化的三色值的消色差值的比值因数来缩放所述色度优化的三色 值。 根据第二方面，一种用于提供关于基于人标准观察者的色空间的原色的光的测量 的色度计，所述色度计配备有通过权利要求1至13中任一项所述的方法能够获得的校准因 子的组。所述色度计包括： 传感器布置，所述传感器布置提供具有不同光谱灵敏度的光的η个感测值，η是大 于或等于4的数， 处理系统，所述处理系统布置成通过以下来关于来自所述η个感测值的所述基于 人标准观察者的色空间的所述三个原色来测量所述光： 将所述校准因子的第一组应用于由所述传感器布置提供的信号，以获得所述三色 值的色度优化读数， 将所述校准因子的第二组应用于由所述传感器布置提供的信号，以获得所述消色 差三色值的优化读数， 其中，所述处理系统布置成利用所述消色差三色的所述优化值除以所述色度优化 的三色值的消色差值的比值因数来缩放获得的所述色度优化的三色值。 根据第三方面，前述方面的色度计配备有成像传感器。每个像素可以被看作单独 的色度计，但是产生空间扩展的光分布的测量。 对本领域技术人员而言，在公开的方法和系统中固有的其它特征在以下示例的描 述及其附图中将变得明显。 本专利技术的可诜实施方式的概沐 关于柃准色度计的方法的总体评沐 根据第一方面，提供了校准色度计的方法。术语"色度计"通常指测量用光照亮的 某一点的颜色和亮度的装置。尤其是，针对所述方法考虑这样的色度计，所述色度计布置成 模拟人标准观察者的颜色感知、提供基于人标准观察者的色空间的原色的读数。 该色度计布置成利用传感器布置来测量光，该传感器布置提供η个具有不同光谱 灵敏度的感测值。所述传感器布置包括将光转换成电信号的元件（光传感器），所述元件例 如光电二极管、电荷耦合器件（CCD)传感器或互补金属氧化物半导体（CMOS)传感器。那些 光电传感器例如配备有放置在从光到光电传感器的光束路径中的滤光器。例如，提供了包 括六个元件的光电二极管阵列，该六个元件具有通向它们的分开的光束路径。在该示例性 传感器布置中，一个特定的光谱滤光器设置在每个光电二极管元件的光束路径中。实现传 感器布置的另一示例是将三色滤光器放置在相应光电传感器前方的光束路径中。色度计的 传感器布置提供了光的由色度计测量的η个感测值，其中η是大于或等于4的数。 感测值（sensing)是指对测量的光的特定量的测量，例如，感测值对应于在传感 器布置中的传感器的响应。例如，一个感测值对应于传感器布置的XI传感器的响应（例如 在光传输通过XI滤光器之后的光电二极管的响应），以及另一个感测值对应于X2传感器 (其具有X2滤光器）的响应。XI滤光器和X2滤光器模拟在不同光谱区域中的人标准观察 者的眼睛的视锥细胞的响应。 其值由色度计产生的原色中的一者是消色差原色。基于人标准观察者的色空间的 消色差原色是得出光的强度而不是其颜色的原色。基于人标准观察者的色空间的示例是： X、Y、Z色空间，其中X、Y和Z响应是人标准观察者的三色值并且Y是定义为亮度的消色差 原色；Y作为消色差原色的xyY色空间；CIELAB L*，a*，b*色空间，其中L*是消色差原色，也 被称为"明度"；或者具有相同消色差原色L*的CIELUV L*，u*，v*色空间。 在第一活动中，利用三个原色的已知值为m个校准光源生成m个具有η个感测值 的组，其中，m是大于η的数。因此，针对总共m个校准光源的每个校准光源，获得η个感测 值。例如，术语"校准光源"意味着用于照亮真实的色度计的真实的光源。然而，在由计算 机使用真实色度计的计算机模型来模拟校准的实施方式中所使用的模拟光源也应当涵盖 在术语"校准光源"中。因为校准光源的三个原色的值或被测量到或被预定，所以校准光源 的三个原色的值是已知的。如果三个原色的值被预定，则校准光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种校准色度计的方法，所述色度计布置成利用传感器布置来测量光，所述传感器布置提供具有不同光谱灵敏度的n个感测值，n为大于或等于4的数，并且所述色度计布置成测量以基于人标准观察者的色空间的三个原色形式的所述光，其中，所述三个原色中的一者是消色差原色，所述方法包括：‑利用所述三个原色的已知值生成用于m个校准光源的m个具有n个感测值的组，其中，m是大于n的数，‑确定校准因子的第一组，当将所述校准因子的第一组应用于由所述n个感测值测量的信号时，所述校准因子的第一组得出所述原色的色度优化的值，这是通过使以下二者之间的所有校准光源的色度距离的范数最小化来实现：(i)通过将所述校准因子的第一组应用于由所述n个感测值测量的信号来取得的色度值；与(ii)已知的色度值，‑确定校准因子的第二组，当将所述校准因子的第二组应用于由所述n个感测值测量的信号时，所述校准因子的第二组得出所述消色差原色的优化值，这是通过使以下二者之间的消色差距离的范数最小化来实现：(i)通过将所述校准因子的第二组应用于由所述n个感测值测量的信号来取得的消色差原色的值；与(ii)消色差原色的已知值，其中，在通过以下方式的校准之后由所述色度计来测量光：将所述校准因子的第一组应用于由所述n个感测值测量的信号以获得色度优化的三色值，并且通过将所述校准因子的第二组应用于这些信号以获得所述消色差三色的优化值，以及利用所述消色差三色的所述优化值除以所述色度优化的三色值的消色差值得出的比值因数来缩放所述色度优化的三色值。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：库尔特·艾伦霍尔德，彼得·赫鲁斯塔勒夫，雷托·哈林，
申请(专利权)人：仪器系统光学测量科技有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE