專利名稱：顏色導航系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明通常涉及照明領域。本發(fā)明尤其涉及用于產生具有可變顏 色的光的顏色導航系統(tǒng)。
背景技術：
利用可變顏色照明空間的照明系統(tǒng)通常為大家所熟知。通常，這 種系統(tǒng)包括多個光源，每個光源發(fā)射出具有特定顏色的光，不同光源 的各個顏色相互不同。整體來看該系統(tǒng)所產生的整個光因而是若干個 光源所發(fā)射出的光的混合。通過改變不同光源的相對強度，可改變整 個混光體的顏色。
應該注意的是光源可以是諸如例如TL燈、卣素燈、LED等等之 類的不同類型。在下文中，將簡單地使用詞"燈"，但是這不排除LED。
作為可變顏色照明系統(tǒng)的示例，提到了劇場中的照明系統(tǒng)。在演 出期間，可能希望改變照明的顏色。然而，同樣在家庭、商店、飯店、 旅館、學校、醫(yī)院等等的情況下，也希望能夠改變照明的顏色。在劇 場等等的情況下，顏色典型地隨視野而改變以增強戲劇效果，但是在 其他狀況下，更希望具有平滑且緩慢的過渡。
所屬技術領域的專業(yè)人員應清楚的是，可通過色點在顏色空間中 的坐標來表示光的顏色。在這種表示中，改變顏色對應于在顏色空間 中從一個色點到另一色點的移動或者對應于該系統(tǒng)中的色點設置的 移動。此外，顏色序列對應于顏色空間中的色點集合，該集合將被表 示為路徑。因此可將動態(tài)改變顏色表示為沿該路徑"行進"。更通常地， 將動態(tài)改變照明的顏色表示為在顏色空間"導航"。
典型地，照明系統(tǒng)包括三個燈。通常，這些燈接近紅色(R)、 接近綠色(G)和接近藍色(B)，并且將該系統(tǒng)表示為RGB系統(tǒng)。對 于每個燈，可將光強表示為從0 (沒有光)至1 (最大強度)的數(shù)字。 色點可由三維坐標(《1， ^， g3)來表示，在從0至1的范圍中的每 個坐標按照線性方式與燈之一的相對強度相對應?？蓪⒏鱾€燈的色點 分別表示為(l，O，O) 、 ( 0， 1， 0)和(0， 0, 1 )。這些點描述了顏色空間中的三角形。該系統(tǒng)可產生該三角形之內的所有顏色。
希望具有一種可允許用戶以舒適且直觀的方式對顏色空間進行 導航的顏色導航系統(tǒng)。具體地說，希望顏色導航系統(tǒng)允許用戶在該顏 色空間中采用這樣的階步以便所感知到的色變是恒定的。
理論上，可以認為顏色空間是連續(xù)集。這將允許用戶選擇上述三 角形之內的每種可能顏色。然而，計算某個階步方向上的步長以便所 感知到的色變具有某個值需要使用相當大功率且昂貴的微處理器。因 此，對于顏色導航系統(tǒng)而言，更有利的是具有包括有預定色點的色表。 此后將對顏色空間進行導航轉化成從該表格中的一個色點至該表格 中的下一色點邁出階步。此后在簡單用戶接口的控制之下可容易地執(zhí) 行導航。這種簡單用戶接口的示例包括六個按鈕，每個顏色坐標兩個 按鈕(分別為步升和步降)。啟動這些按鈕之一將會導致沿著相應顏 色坐標軸的階步，該階步會導致預定色覺差異。
在這方面的問題在于RGB顏色空間不是線性空間，因此當采用沿 著色強坐標軸之一的某個大小的離散階步時，用戶所感知到的色變量 不是恒定的，而是取決于顏色空間之內的實際位置。
為了解決這個問題，提議了諸如CIELAB顏色空間之類的顏色空 間的不同表示，其中的獨立變量是色相(H)、飽和度(S;在CIELAB 中利用S =色度/明度(lightness)來計算)、亮度(brightness)
(B;在CIELAB中由明度計算得到)。因為明度的感知均勻性(即用 戶還將明度級的線性變化感知為光強級別的線性變化)，因此有利地 是使用這個參數(shù)來代替亮度。然而，為了使該描述普通化，在接下來 的說明中使用參數(shù)"亮度"，還利用感知均勻分布(例如在uH空間 中，由"Y"描述強度，因此感知均勻的亮度分布是對數(shù)(Y))來對這 個參數(shù)的值進行描述?？蓪IELAB顏色空間看作離散點的三維空間
(3D網(wǎng)格)。該空間中的每個點可以由坐標邁、n、 p來表示，并且 在每個點中色相(H)、飽和度(S)、亮度(B)分別具有特定值H
(m，n，p) 、 S (m，n，p) 、 B (m，n，p)。用戶可采用沿著這三個坐標 軸任何一個的離散階步，只要顏色在顏色空間(色域)的外邊界之內， 這會分別導致預定且恒定的色相、飽和度、或者亮度變化。原則上， 可變的色相、飽和度以及亮度彼此無關。
現(xiàn)在問題是定義良好的導航算法，其這樣定義導航階步以便所感
8知到的色變是恒定的，以便構建適當表格或者以便步進通過現(xiàn)有表
格。根據(jù)CIELAB理論，當從色度值為Cl且色相角為hi的第一色點 到色度值為C2且色相角為h2的第二色點邁出階步時，將色差AE定 義為
m = VaL2 +ac2 +a//2
其中AH是計量色相差，其被定義為A// = G'A/
其中O是Cl和C2的平均值并且Ah = h2 - hi 。 雖然根據(jù)理論上述公式是精確的，但是在人的實際感知中它看起 來不是精確的。因此，需要一種改善的、更適于人的感知的色差公式。 在ACM transaction on Graphics中的作者為B. Hill等人的文 章"Comparative Analysis of the Quantization of Color Spaces on the Basis of the CIELAB Color- difference Formula", 第16 巻，第2期，1997年4月，第109 - 154頁中描述了一種改善的色差 公式
八F —
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、2
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AAC* 、2 \ ^c《c 乂
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其中AL'、AC'ab以及AH'ab分別是明亮度、色度、以及色相的CIELAB 1976色差；
其中kL、 kc以及kH是用于匹配對背景條件的感知的因數(shù)，以及其
中SL、 Sc以及SH是C'ab的線性函數(shù)。
根據(jù)該文章，假定標準值如下 kL = kc = 1ch = 1 SL = 1
Sc = 1 + 0. 045.C*ab SH = 1 + 0. 015.C*ab
然而，本發(fā)明人的實驗已經(jīng)示出了上述公式?jīng)]有給出滿意結果。 因此，本發(fā)明的第一目的是提供一種在實際實驗中可給出更令人滿足 結杲的色差公式。
9該問題的進一 步方面涉及這樣的事實，即顏色空間的邊界通常不
是圓形而是具有彎曲邊的三角形的一般形狀。在飽和LED原色的情況 下，藍原色在該三角形中創(chuàng)建了長的延長角，并且紅色-綠色側相對 較短。當用戶在色相方向上沿著該邊界導航時，采用階步以便根據(jù)上 述公式感知到的色差AE保持恒定，他將發(fā)現(xiàn)在青色-藍色-洋紅區(qū) 域中存在比紅色-綠色區(qū)域中更多的階步。這不是吸引人的狀況。該 狀況是由于下述事實造成的，即當沿著顏色空間的邊界導航時，不可 能保持明度和色度二者恒定，并且明度和色度中的差異被認為有助于 感知到色差。當導航接近藍色時，色度差相對很大，因此當保持所感 知到的色差恒定時，色相的階步相對小些。
因此，本發(fā)明進一步的目的是提供一種還可解決該問題的方案。 進一步尤其是，本發(fā)明目的在于提供一種用于計算色階的方法， 該會導致使一方面希望在所感知到的色差中階步等距與另一方面希 望沿著顏色空間的邊界具有基本上相當數(shù)目的色階之間有很好的折 衷。

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，如下定義色差公式
AE膠=V(^)2+(/c(外AC)2+W
其中AE，表示根據(jù)本發(fā)明的色差，并且其中fc (H)是0與l之 間的僅取決于色相H的因數(shù)。適當?shù)剡x擇該因數(shù)以便可減輕色度對所 感知到的色差的影響。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，將顏色空間分成三個部分紅色-綠色、 綠色-藍色、以及藍色-紅色，并且對fc (H)的值進行定義以便在 所述三個部分的色相方向沿著顏色空間邊界的色點數(shù)目彼此相等或 者至少差別不多于50%。


將通過下面參考附圖的描述進一步闡述本發(fā)明的這些及其他方 面、特征、以及優(yōu)點，在附圖中相同參考數(shù)字表示相同或者相似部分， 并且在附圖中
10圖l示意性地給出了色度圖2示意性地給出了 CIELAB標圖3是示意性說明顏色導航系統(tǒng)的框圖。
具體實施例方式
圖1示意性地給出了 CIE(xy)色度圖。該示意圖為大家所熟知， 因此將說明保持在最低限度。點(l，O)、 (0, 0)以及(O，l)分別 表示理想紅色、藍色以及綠色，它們是虛擬顏色。曲線l表示純光語 顏色。以納米(認)為單位示出了波長。虛線2連接曲線1的端部。 曲線1和虛線2所包圍的區(qū)域3包舍所有可見顏色；與曲線1的純光 i普顏色相反，區(qū)域3中的顏色是混色，該混色可以通過對兩個或更多 純光鐠顏色進行混合而獲得。反之，可由色度圖中的坐標來表示每個 可見顏色；色度圖中的點將被表示為"色點"。
應該注意的是，對于本領域普通技術人員來說很清楚的是還可使 用例如RGB圖之類的不同圖示顏色表示。然而，RGB空間中的顏色分 布完全取決于設備(例如某個RGB值通常利用每一個具有不同RGB原 色的不同燈給出了不同感知的顏色)。
更好地，顏色在還被稱為L'a'b'顏色空間的、如同CIELAB顏色空 間那樣的與設備無關的顏色空間中表示。圖2是用于說明CIELAB空 間的示意圖。CIELAB空間由于其感知均勻性而是優(yōu)選的；然而，如 上所述，可清楚地得知與CIE (xy)示意圖相比，CIELAB曲線是變形 的，其具有相當大的藍色"尾部"。
因為與這些顏色空間相關的顏色定義為本領域普通技術人員所 熟知，因此在這里省去寬泛的說明。這里提及了這些空間具有作為獨 立變量的色相(在下文中對此進行說明)、飽和度(在下文中對此進 行說明)、以及亮度(對整體光強的度量)，以及可以通過一對一的 矩陣變換可將RGB空間中的顏色表示轉換為CIELAB顏色空間中的顏 色表示或者反之亦然就足夠了。
雖然在其他顏色空間中可獲得其他定義，但是在CIE 1931 (x，y) 顏色空間中最容易對色相、飽和度、以及亮度的基本概念進行說明。 為簡單起見，接下來我們使用1931 (x，y)顏色空間。
當混合兩個純光譜顏色時，最終得到的混色的色點位于連接這兩個純色的色點的線上，最終得到色點的精確位置取決于混合比(強度 比)。例如，當紫色和紅色混合時，最終得到的混色紫色的色點位于
虛線2上。如果兩種顏色能夠混合以生成白光，那么將這兩種顏色稱 作"互補色"。例如，圖l給出了連接藍色(480 nm)和黃色(580 nm) 的線4，該線與白點相交，這表示藍光和黃光的正確強度比將被感知 為白光。這同樣適用于任何其他互補色集合在相應正確強度比的情 況下，混光將被感知為白光。應該注意的是混光實際上仍包括不同波 長的兩個光鐠貢獻(spectral contributions)。
如果將兩個互補色(燈)的光強分別表示為II和12,那么將由 11 + 12來定義混光的整體強度Itot，同時由比率11/12來定義最終得 到的顏色。例如，假定第一顏色是強度為Il的藍色并且第二顏色是 強度為12的黃色。如果12 = 0，那么最終顏色是純藍色，并且最終 得到的色點位于曲線l上。如果I2增大，那么色點朝著白色點的方 向而在線4上行進。只要色點位于純藍色與白色之間，那么相應顏色 仍被感知為藍色，但是越接近白色點，則最終得到的顏色越蒼白。
在下文中，詞"顏色"與短語"色點"相關聯(lián)地用于區(qū)域3中的實際 顏色。通過詞"色相"來表示對顏色的"印象"；在上述示例中，色相是 藍色。應該注意的是，色相與曲線1的光i普顏色相關；對于每個色點， 通過沿著與白色點相交的線將該色點投影到曲線1上可得到相應色 相。
此外，由短語"飽和度"來表示顏色是較淺色相還是較深色相這樣 的事實。如果色點位于曲線l上，那么相應顏色是還被表示為完全飽 和色相(飽和度=1 )的純光鐠顏色。當色點朝著白色點的方向行進時， 飽和度降低(較不飽和的色相或者更淺的色相)；在白色點中，對于 每個定義而言飽和度是零。
應該注意的是如從圖l可很容易得知的那樣，通過混合兩種顏色 可獲得許多可見顏色，但是這不適用于所有顏色。為了能夠生成具有 任何期望顏色的光，需要生成三個不同顏色的三個燈?？墒褂酶酂簦?但是這不是必需的。
圖3示意性地給出了包括有燈組件14的照明系統(tǒng)10的框圖。該 燈組件14包括多個燈12A、 12B、 12C (在這里三個)，每一個分 別具有由通用控制器15控制的相關燈驅動器13A、 13B、 13C。在19示出了用戶輸入設備。三個燈12A、 12B、 12C分別產生具有相互不同 光顏色的光16A、 16B、 16C;所使用的典型顏色是紅色(R)、綠色 (G)、藍色(B)。代替純紅色、綠色、以及藍色，燈典型地發(fā)射出 如圖1中的三個示意性色點Cl、 C2、 C3分別所示的接近紅色、接近 綠色、以及接近藍色的光。在17示出了燈組件14所發(fā)出的整體光； 即就是各個光16A、 16B、 16C的混合的整體光17具有位于由角點Cl、 C2、 C3所定義的三角形之內的色點。利用該系統(tǒng)IO,如果可連續(xù)地 改變各個燈12A、 12B、 12C的光強，那么可將輸出混光17的混色設 置在所述三角形之內的任何希望位置處。然而典型地，控制器15是 數(shù)字控制器，并且各個燈12A、 12B、 12C的光強僅可利用離散階步來 改變。在這種情況下，可得到的色點沿著顏色空間中的網(wǎng)格定位。就 顏色表示而言，CIELAB顏色空間是優(yōu)選地，這是因為在整個CIELAB 顏色空間上，兩個相鄰網(wǎng)格點之間的距離與所感知到的基本上相等的 色差相對應。
在CIELAB顏色空間中，只要該顏色在顏色空間邊界之內，色相、 飽和度以及亮度可彼此獨立地變化。在該發(fā)明中，我們使用用于色相、 飽和度以及明度的線性軸；這些線性軸跨越具有柱面坐標的顏色空 間。此外，使每個軸離散，即僅可分別獲得沿著每個軸的離散階步。 這樣選擇這些階步以便所感知到的顏色AEINV中的相應階步是均勻的。 在這里，根據(jù)以下公式來定義所感知到的色階。
AE鮮=V(AL)2+(/c(外AC)2+(MT)2 (1)
其中如隨后所描述的那樣，fc (H)是0與1之間的僅取決于色 相H的比例因數(shù)。因此，顏色空間充滿著色點的網(wǎng)格，其中將L方向 上的相鄰色點之間的距離表示為AL、將C方向上的相鄰色點之間的 距離表示為AC、并且將H方向上的相鄰色點之間的距離表示為AH。 應該注意的是C表示色度，其被定義為C=S L， S表示飽和度并且L 表示明度。
根據(jù)所提議的發(fā)明，明度級別的分布是等距的。尤其是，明度L 可以從最小值Lmin (通常采用比零大的值)至最大值Lmax以等距階 步變化。由Nl來表示可能的明度級別的數(shù)目。因此，利用"明度索引 "p，可根據(jù)以下公式來表示明度L (p)的K個可能值L (p ) = Lmin + p*AL ( 2)
其中索引P是從0至^-l的整數(shù)。
可以很容易的看出AL= (Lmax-Lmin)/(NL-1)。當在L方向上步進 時，應用AEINV=AL。應該注意的是，明度的線性增大也可以被觀察者 感知為亮度的線性增大。
此外，根據(jù)所提議的發(fā)明，飽和度級別的分布是等距的。尤其是， 飽和度S可以從最小值Smin (通常等于0 )至最大值Smax (通常等 于l)以等距階步變化。由Ns來表示可能的飽和度級別的數(shù)目。因此， 利用"飽和索引"n，可根據(jù)以下公式來表示飽和度S (n)的Ns個可能 值
S ( n ) = Smin + n*AS ( 3 )
其中索引n是從O至Ns-l的整數(shù)。
可4艮容易得知AS= (Smax —Smin) / ( Ns - 1 )。
鑒于C-S^這樣的事實，當在S方向上步進時，AH=AL=0，因此
應用AEINY=fc (H) *AC = fc (H) *AS*L。
因此，當在S方向上步進時，所感知到的色差是恒定的，但是這 些差異的大小取決于H和L。
就分別具有色度值CI和C2且分別具有色相角hl和h2的兩個色 點之間的色相差而言，應該注意的是，在CIELAB中使用了計量色相 差AH,其被定義為沿著環(huán)繞顏色空間邊界的色相環(huán)
紐=『A/T
其中C是Cl和C2的算術平均值并且Ah-hl - h2。 ( H2 - HI )是 沿著顏色空間邊界的色相環(huán)部分的計量長度(其被計算為沿著邊界的 顏色序列之間的所有AH差的總和)。
在先有技術中，使色相H以等距階步在從適當選擇的最小值Hmin 至適當選擇的最大值Hmax的整個色域上離散。如先前所說明的，當 采用大小為AE的階步沿著顏色空間的邊界進行導航時，這會導致藍 色范圍中相對多數(shù)目的階步(即在藍色范圍中連續(xù)階步之間的H差相 對小些)以及紅色-綠色范圍中相對低數(shù)目的階步。本發(fā)明人可認識 到這是由于在整個顏色空間上給予色度C相同權重這樣的事實而引 起的。根據(jù)本發(fā)明，可按照不同方式來進行離散化以便減輕該問題。根據(jù)本發(fā)明，如圖2所示，將顏色空間分成三個部分44、 45、 46， 并且在這三個部分44、 45、 46中獨立地設置色度C的權重。在圖2 中，白色點被表示為W。恒定紅色色相的線41將白色點W與紅色色 點相連；相應色相被表示為H1。恒定綠色色相的線42將白色點W與 綠色色點相連；相應色相被表示為H2。恒定藍色色相的線43將白色 點W與藍色色點相連；相應色相被表示為H3。將從紅色延伸到綠色 并且因此表示為紅色/綠色部分的第一顏色部分44定義為在線41與 42之間。將從綠色延伸到藍色并且西此表示為綠色/藍色部分的第二 顏色部分45定義為在線42與43之間。將從藍色延伸到紅色并且因 此表示為藍色/紅色部分的第三顏色部分46定義為在線43與41之 間。將該顏色空間的邊界線表示為47。
為了定義色相分布，使用以下方法。將明度L設置為某個級別， 更好地是得到Cmax的明度值，其中Cmax是色度C的最大值；將該明 度值表示為L (Cmax)。在保持明度L恒定的同時，即AL-O,利用恒 定大小AEm的階步來在邊界47上導航。很顯然的是，就每個階步而 言，色度和色相根據(jù)從公式1所導到的以下公式而變
M曹=V(/c(外AC)2+(臘)2 (4)
利用每個這樣的階步，可到達具有某個色相值H (m)的色點，m 是色相索引。這些值H (m)將用作色相軸的離散化值，即色點網(wǎng)格 的色相坐標。
在紅色/綠色部分44中，將比例因數(shù)fc (H)設置為等于1，并 且由Nh,rc來表示從H1 (紅色)至H2 (綠色)的最終得到的階步數(shù)目。
在綠色/藍色部分45中，將比例因數(shù)fc (H)設置為恒定值fcB， 并且由Nh，gb (fGB)來表示從H2 (綠色)至H3 (藍色)的最終階步數(shù) 目，這表示該階步數(shù)目取決于fCB。
在藍色/紅色部分46中，將比例因數(shù)fc (H)設置為恒定值fM， 并且由NH,BR (fBR)來表示從H3 (藍色)至HI (紅色)的最終階步數(shù) 目，這表示該階步數(shù)目取決于fBR。
在先有技術中，feB和fM等于l,但是這具有它會導致Nh，、 Nh,cb 和NH,BR之間的差很大這樣的問題。根據(jù)本發(fā)明，通過選擇小于1的
fGB和fM以便理想地NH,RG= NH,GB (fGB) = NH,BR (fBR),以及無論如何以
15便Nh,gb ( fGB)和NH,BR ( fBR)與N^之間的差別小于50%來解決該問題。 在實際實驗中，證明值fcB = fBR == 0. 5是令人滿意的。
因此，將邊界線的完整軌跡分成NH,Re + NH,eB (fcB) + NH ，bk ( f^h ) 個階步。換句話說，被示為Nh的可能色相級別的數(shù)目等于NH,Re + NH,eB (fGB) + NH，BR (fBR)。由色相索引m所示的那些級別不是等距的， 但是彼此具有距離AH (H),也就是說，階步AH的大小按照當沿著 邊界線47從一個色相級別步進到下一色相級別時遵從上述公式4的 方式而取決于色相的實際值。
因此，本發(fā)明描述了用于離散化顏色空間的尤其有利的方式。對 通過該離散化所產生的顏色進行導航會導致沿著飽和度和亮度的軸 的近乎感知為等距的色階AEINV (只要該顏色在顏色空間邊界之內)， 以及導致當沿著顏色空間邊界在色相方向上步進時的近乎感知為等 距的色階AEINV。因此，對于顏色空間邊界之內的色相而言，該分布 不是等距的，但是會導致沿著顏色空間邊界的更好分布。進一步的優(yōu) 點是色相方向上的總體階步數(shù)目可以較小，因此可降低色表所需的存 儲空間。
應該注意的是，當利用CIELAB顏色空間時，必須選擇某個參考 白色點。基于發(fā)明人的經(jīng)驗，優(yōu)選選擇是選擇與RGB = [ 1 1 l]的 RGB光源(即完全光輸出的光源)具有相同的相關色溫(CCT)的黑 體線(在CIE1931空間中用(x-ref,y—ref )描述)上的白色點?；?者，可使用CCT在2500 [K]與6500 [K]之間的任意白色點。
從上，可見可由索引m、 n、 p來定義顏色空間中的點，并且可認 為那些點中的顏色是3個獨立參數(shù)m、 n、 p的函數(shù)。圖3說明了用戶 輸入設備19允許用戶獨立地選擇m、 n以及p的值；尤其是，可允許 用戶采用沿著明度、飽和度以及色相的階步。用戶輸入設備19被示 為用于獨立地為控制器15提供輸入值m、 n、 p的三個獨立輸入設備 19H、 19S以及19B的組合。根據(jù)那些輸入值m、 n、 p,該控制器為燈 組件14的驅動器13A、 13B、 13C產生一組控制信號(gl、 ^2、 )。
控制器15具有存儲器18,該存儲器18包括分別用于色相、飽 和度以及亮度的表格。利用從用戶接口 19所接收到的用戶指令，控 制器15從所迷存儲器18獲取色相、飽和度以及亮度的值并且根據(jù)這 些值產生其控制信號(纟l、 g2、纟3)。
16本發(fā)明提供了兩個可能實現(xiàn)。在第一實現(xiàn)中，利用上述公式來填
充存儲器18中的表格。在該情況下，根據(jù)存儲器18的表格來在顏色 空間上導航總會導致感知到均勻的色階。這種實現(xiàn)不需對微處理器進 行任何特定改進當采取從一個色點至下一色點的階步時，控制器 15可簡單地從該表格獲取下一信息。因此，本發(fā)明具體體現(xiàn)在存儲 器中的表格的內容。
在第二實現(xiàn)中，可以任意方式填充存儲器18中的表格(但是色 相值隨著索引'm'增大而單調增大、飽和值隨著索引'n'增大而單調增 大、并且明度值隨著索引、'增大而單調增大)，并且本發(fā)明具體體 現(xiàn)在控制器15中?？稍试S用戶鍵入用于對某個方向上的某個色階大 小AE，進行定義的導航命令。當控制器15接收到來自用戶的導航命 令時，控制器15計算AL、 AC、 AH的相應值，并且此后在該表格中 查找最接近由所計算的值AL、 AC、 AH所定義的色點的色點。
所屬技術領域的專業(yè)人員應該清楚的是本發(fā)明并不局限于上面 所討論的示意性實施例，而是在所附權利要求中所定義的本發(fā)明的保 護范圍之內可做出若干變化和修改。
例如，在該示例中色表18與控制器15相關聯(lián)。然而，還有可能 的是色表18與用戶接口 19相關聯(lián)。
在上述中，已參考用于對根據(jù)本發(fā)明的設備的功能塊進行說明的 框圖對本發(fā)明進行了說明。應該理解的是可以硬件來實現(xiàn)這些功能塊 的一個或多個，其中該功能塊的功能是由單獨的硬件部件來執(zhí)行的， 但是還可以軟件來實現(xiàn)這些功能塊的一個或多個，因此該功能塊的功 能是由計算機程序或者諸如微處理器、微控制器、數(shù)字信號處理器等 等這樣的可編程設備的一個或多個程序行來執(zhí)行的。
權利要求
1、一種用于產生具有可變顏色的光的顏色導航系統(tǒng)(10)，包括燈組件(14)，該燈組件能夠產生具有可變顏色的光(17)；控制器(15)，用于控制該燈組件(14)；用戶輸入設備(19)，該用戶輸入設備與所述控制器(15)相耦合；存儲器(18)，用于定義離散色點；其中將所述控制器(15)設計成根據(jù)從所述用戶輸入設備(19)接收到的數(shù)據(jù)(m，n，p)以及根據(jù)所述存儲器(18)中的信息產生用于所述燈組件(14)的顏色控制信號(ξ1、ξ2、ξ3)，以便所產生的光(17)的色點與所述用戶數(shù)據(jù)相對應，其特征在于分別利用色相方向上的相鄰色點之間的預定間隔ΔH、明度方向上的相鄰色點之間的預定間隔ΔL以及色度方向上相鄰色點之間的預定間隔ΔC，根據(jù)三維CIELAB坐標色相(H)、明度(L)、色度(C)來定義存儲器(18)中的色點；其中ΔL在顏色空間上是等距的；其中ΔS在顏色空間上是等距的，其中ΔC＝ΔS*L，S表示飽和度；以便對于在L方向和S方向上的階步，根據(jù)公式定義的感知色差ΔEINV在顏色空間上基本上是恒定的；其中fC(H)是0與1之間的僅取決于色相H的比例因數(shù)；其中，對于在和紅色相對應的第一色相值(H1)與和綠色相對應的第二色相值(H2)之間的色相值H而言，該比例因數(shù)fC(H)等于1并且該范圍中的色相方向上的色點數(shù)目等于NH，RG；其中，對于在和綠色相對應的第二色相值(H2)與和藍色相對應的第三色相值(H3)之間的色相值而言，將該比例因數(shù)fC(H)設置為恒定值fGB以便該范圍中的色相方向上的色點的數(shù)目NH，GB(fGB)與NH，RG的差別小于50％，NH，GB(fGB)優(yōu)選等于NH，RG；其中，對于在第三色相值(H3)與第一色相值(H1)之間的色相值而言，將該比例因數(shù)fC(H)設置為恒定值fBR，以便該范圍中的色相方向上的色點的數(shù)目NH，BR(fBR)與NH，RG的差別小于50％，NH，BR(fBR)優(yōu)選等于NH，RG；以及其中ΔH是H的函數(shù)，以便對于沿著所述顏色空間的邊界的色相方向上的階步而言，所述感知色差ΔEINV基本上是恒定的。
2、 一種用于產生具有可變顏色的光的顏色導航系統(tǒng)(10),包括燈組件(14)，能夠產生具有可變顏色的光(17);控制器(15)，用于控制所述燈組件(14);用戶輸入設備(19)，該用戶輸入設備與所述控制器(15)相耦合；存儲器(18),用于定義離散色點；其中將所述控制器(15)設計成根據(jù)從所述用戶輸入設備(19) 接收到的數(shù)據(jù)(m，n，p)以及根據(jù)所述存儲器(18)中的信息產生用 于所述燈組件(14)的顏色控制信號(gl、 g2、 ，以便所產生的 光(17)的色點與所述用戶數(shù)據(jù)相對應，其特征在于將所述控制器(15)設計成利用色相方向上的階步AH、明度方 向上的階步AL以及色度方向上的階步AC來在CIELAB上進行導航；其中AL在顏色空間上是等距的；其中AS在顏色空間上是等距的，其中AC-AS化，S表示飽和度； 以便對于在L方向和S方向上的階步，根據(jù)以下公式A^鮮定義的感知色差AEINV在顏色空間上基本上是恒定的； 其中fc (H)是0與1之間的僅取決于色相H的比例因數(shù)； 其中，對于在和紅色相對應的第一色相值(Hl)與和綠色相對應的第二色相值(H2)之間的色相值H而言，該比例因數(shù)fC (H)等于1并且該范圍中的色相方向上的色點數(shù)目等于NH,RC;其中，對于在和綠色相對應的第二色相值(H2)與和藍色相對應的第三色相值(H3)之間的色相值而言，將該比例因數(shù)fC (H)設置為恒定值58以便該范圍中的色相方向上的色點的數(shù)目NH,eB(feB)與Nh^的差別小于50%, NH 'gb ( fGB )優(yōu)選等于NH其中，對于在所述第三色相值(H3)與第一色相值(Hl)之間的 色相值而言，將該比例因數(shù)f e ( H )設置為恒定值f BR以便該范圍中的 色相方向上的色點的數(shù)目NH,BR(fBR)4 Nh,的差別小于50%， NH,BR(fBR) 優(yōu)選等于NH，RG;以及其中AH是H的函數(shù)，以便對于沿著所述顏色空間的邊界的色相 方向上的階步，所述感知色差AE，基本上是恒定的；并且其特征在于將控制器(15 )設計成響應用戶輸入數(shù)據(jù)并考慮 到當前色點來根據(jù)所述階步AH、 AL、 AC計算目標色點，以從存儲器 (18)獲取與最接近目標色點的色點相關的數(shù)據(jù)，并且根據(jù)來自存儲 器(18 )的這些數(shù)據(jù)產生用于所述燈組件(14 )的顏色控制信號(《1、 《2、 。
3、 根據(jù)權利要求1或者2的系統(tǒng)，其中所述存儲器(18)與用 戶接口 ( 19)相關聯(lián)。
4、 一種用于在三維CIELAB顏色空間中導航燈組件(14)的方 法，該燈組件(14)能夠產生具有可變顏色的光(17),該方法包括 步驟提供定義離散色點的存儲器(18); 接收用戶輸入數(shù)據(jù)(m，n，p);響應于所述用戶輸入數(shù)據(jù)(m,n，p)并且根據(jù)存儲器(18)中的 信息，產生用于所述燈組件(14)的顏色控制信號(gl、 g2、 , 以便所產生的光(17)的色點與用戶數(shù)據(jù)相對應，其特征在于步驟響應于所述用戶輸入數(shù)據(jù)(m，n，p)，計算在色相方向的階步AH、 在明度方向的階步AL、在色度方向的階步AC或者這些階步的組合； 其中AL在顏色空間上是等距的；其中AS在顏色空間上是等距的，其中AC-AS -L， S表示飽和度； 以便對于在L方向和S方向上的階步，根據(jù)以下公式所定義的》)2+(/c(/7).AC)2+闊2感知色差AE麗在顏色空間上基本上是恒定的；其中fc (H)是0與1之間的僅取決于色相H的比例因數(shù)；其中，對于在和紅色相對應的第一色相值(Hl)與和綠色相對應的第二色相值(H2)之間的色相值H而言，該比例因數(shù)fe (H)等于 1并且在該范圍中的色相方向上的色點數(shù)目等于NH,RC;其中，對于在和綠色相對應的第二色相值(H2)與和藍色相對應 的第三色相值(H3)之間的色相值而言，將該比例因數(shù)fe (H)設置為恒定值feB以便該范圍中的色相方向上的色點的數(shù)目NH,eB (feB)與Nh,rc的差別小于50%， NH,GB (fGB)優(yōu)選等于NH，RG;其中，對于在第三色相值(H3)與第一色相值(HI)之間的色相 值而言，將該比例因數(shù)fc (H)設置為恒定值fM以便該范圍中的色相 方向上的色點的數(shù)目NH,BR (fBR)與Nh，的差別小于50%， NH，BR (fBR) 優(yōu)選等于NH，RG;以及其中AH是H的函數(shù)，以便對于沿著所述顏色空間的邊界的色相 方向上的階步而言，所述感知色差AE麗基本上是恒定的；考慮到當前色點來根據(jù)所述階步AH、 AL、 AC計算目標色點，并 且依照所述目標色點產生用于所述燈組件(14 )的顏色控制信號(《1、 ;2、 ；3)。
5、 根據(jù)權利要求4的方法，進一步包括步驟從存儲器(18) 獲取與最接近所述目標色點的色點相關的數(shù)據(jù)，并且依照來自存儲器(18)的這些數(shù)據(jù)產生用于所述燈組件(14)的顏色控制信號(gl、 《2、 。
6、 一種用于提供用于定義顏色空間中的離散色點的存儲器(18) 的方法，該方法包括步驟利用色相方向上的相鄰色點之間的預定間隔AH、明度方向上的 相鄰色點之間的預定間隔AL、以及色度方向上相鄰色點之間的預定 間隔AC，根據(jù)三維CIELAB坐標色相(H)、明度(L)和色度(C)來定義色點；其中AL在顏色空間上是等距的；其中AS在顏色空間上是等距的，其中AC-AS .L， S表示飽和度； 以便對于在L方向和S方向上的階步，根據(jù)以下公式M臟=V(M)2 + (/cW.AC)2 + (A//)2所定義的感知色差AEINV在顏色空間上基本上是恒定的；其中fc (H)是0與1之間的僅取決于色相H的比例因數(shù)；其中，對于在和紅色相對應的第一色相值(HI)與和綠色相對應 的第二色相值(H2)之間的色相值H而言，該比例因數(shù)fc (H)等于 1,并且該范圍中的色相方向上的色點數(shù)目等于NH,R(i;其中，對于在和綠色相對應的第二色相值(H2)與和藍色相對應 的第三色相值(H3)之間的色相值而言，將該比例因數(shù)fc (H)設置 為恒定值f(jB以便該范圍中的色相方向上的色點的數(shù)目NH,eB (feB)與 Nh,的差別小于50%, Nh,gb (fGB)優(yōu)選等于nh,Rc;其中，對于在第三色相值(H3)與第一色相值(HI)之間的色相 值而言，將該比例因數(shù)f c ( H )設置為恒定值f BK以便該范圍中的色相 方向上的色點的數(shù)目NH,BR (fBR)與Nh,的差別小于50%， NH,BR (fBR) 優(yōu)選等于NH,RG;以及其中AH是H的函數(shù)，以便對于沿著顏色空間的邊界的色相方向 上的階步而言，所感知色差AE，基本上是恒定的；對于由此定義的每個色點而言，計算相應顏色控制值(gl、 W、并且將那些值寫入到存儲器(18)中。
7、 一種顏色導航系統(tǒng)(IO)，該顏色導航系統(tǒng)包括根據(jù)權利要 求6的方法所提供的存儲器(18 )。
8、 一種用戶接口 (19),該用戶接口包括根據(jù)權利要求6所提 供的存儲器(18)。
9、 根據(jù)權利要求l一3或7的任何一個所述的系統(tǒng)，或者根據(jù) 權利要求4 — 6的任何一個所述的方法，其中白色點(W)是相關色溫 在2500K與6500K之間的任意白色點。
10、 根據(jù)權利要求l一3或7的任何一個所述的系統(tǒng)，或者根據(jù) 權利要求4一6的任何一個所述的方法，其中選擇與RGB -[111] 的RGB光源即完全光輸出的光源具有相同的相關色溫(CCT)的黑體 線(在CIE1931空間中用(xREF，yREF)描述的)上的白色點。
全文摘要
一種利用間隔ΔH、ΔL、ΔC來對具有坐標色相(H)、明度(L)和色度(C)的CIELAB顏色空間進行顏色導航的系統(tǒng)和方法，以便對于在L方向和S方向上的階步以及對于沿顏色空間的邊界在H方向上的階步而言，根據(jù)公式I所定義的感知色差ΔE_INV基本上是恒定的。f_C(H)是0與1之間的取決于色相的比例因數(shù)。對于紅色(H1)與綠色(H2)之間的色相值而言，f_C(H)＝1。對于綠色(H2)與藍色(H3)之間的色相值而言，將比例因數(shù)f_C(H)設置為恒定值f_GB以便N_H，GB(f_GB)與N_H，RG的差別小于50％；對于藍色(H3)與紅色(H1)而言，將該比例因數(shù)fC(H)設置為恒定值f_BR以便N_H，BR(f_BR)與N_H，RG的差別小于50％。
文檔編號H05B37/02GK101480107SQ200780024611
公開日2009年7月8日 申請日期2007年6月22日 優(yōu)先權日2006年6月27日
發(fā)明者J·P·W·巴伊詹斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司