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一粒金砂(中级)

【Gravity:AS7341测评】色温感知测量之五 色温转换 [复制链接]

本帖最后由 北方 于 2020-12-30 10:49 编辑

1、 色温的数值到处都可以看到,是对应标准黑体辐射同样频谱时的温度就是色温。有多种计算方法,原理自行找度娘。

实现的过程,首先要把RGB信号转换成色坐标,如下图,

然后根据色坐标的坐标(x,y),转换成色温。

2. 具体色度RGB转色坐标公式如下,无感就赶紧跳过。源文件来自,https://blog.csdn.net/qq_45207442/article/details/105031491,只是方便大家晕菜,先粘过来了。
先假设:RGB、XYZ分别为两种颜色空间的三原色的单位,分别为三刺激值,rgb、xyz为归一化后的值,

由于XYZ可分别由RGB混合得到,所以:

其中:

在RGB得到的偏马蹄形图中,为了满足提出的三个条件,我们可以分析得到
1.取Y的刺激值表示混合光的亮度,则X、Z都只表示色相而无亮度,即X、Z处于无亮度线上,即:


又因为:

联立两个式子就可以得到第一张RGB图像中的直线XZ的方程:

2.由于要使三刺激值都为正,所以新组成的三角形XYZ要包含图中所有的彩色点,所以可以分别取XY、YZ直线为:

联立三条直线的方程就可以解得XYZ在RGB色度图中的坐标:

由于上面的得到的是在色度图中的坐标,是经过了归一化的,所以真实的XYZ用RGB表示的三刺激值应该乘上C,即:

对上面的矩阵求一个逆矩阵就可以将RGB用XYZ表示,即:

其中A是相应的C的倒数。

由于任意一种颜色C都可以用RGB和XYZ颜色空间进行表示,所以可以得到以下的关系:

所以XYZ和RGB的三刺激值之间的关系为:

接下来我们要做的就是求出A了!

由前面得要求二可知Y的刺激值表示的是混合色的亮度,且已知当

时的混合色为等能白光,亮度L=5.6505,带入

可解得:


又由于要求三知等能白光时XYZ空间也有三刺激值相等,所以此时还有:


带入

可解得:


所以两种颜色空间三刺激值之间得关系为:

因为色坐标图是经过归一化得,所以归一化后的关系为:

到这一步,我们就可以把之前RGB色坐标图中的色坐标(r,g)带入上面的式子中得到XYZ色坐标图中的色坐标(x,y),就完成了最前面两幅图之间的转换了

 

3. 色坐标转换成色温,

image.png

这个感觉略好。

4. 那么就简言之,首先换算成rgb,

image.png

虽然不大精确,但是可以对照上表,

r= F8

g=(F5+F6)/2

b= F3

这样的算法还没太整明白,不过,用来做程序测试是可以的了。希望砖家能拍砖。

然后换成求出x,y,z

x=2.7689R+1.7517G+1.1302B

Y=1.0000R+4.9507G+0.0601B

Z=.... 暂时不用

最后求出色温,

n=(0.3320-x)(0.1858-y)

CDC=437 *n^3+ 3601 *n^2 +_6831 *n+ 5517

 

5.  代码如下,

/*!
 */
#include "DFRobot_AS7341.h"
DFRobot_AS7341 as7341;

void setup(void)
{
  Serial.begin(115200);
  //Detect if IIC can communicate properly 
  while (as7341.begin() != 0) {
    Serial.println("IIC init failed, please check if the wire connection is correct");
    delay(1000);
  }
  
  

}
void loop(void)
{
  DFRobot_AS7341::sModeOneData_t data1;
  DFRobot_AS7341::sModeTwoData_t data2;
  float R,G,B,x,y,n,cdc;

  //Start spectrum measurement 
  //Channel mapping mode: 1.eF1F4ClearNIR,2.eF5F8ClearNIR
  as7341.startMeasure(as7341.eF1F4ClearNIR);
  //Read the value of sensor data channel 0~5, under eF1F4ClearNIR
  data1 = as7341.readSpectralDataOne();  
  Serial.print("F1(405-425nm):");
  Serial.println(data1.ADF1);
  Serial.print("F2(435-455nm):");
  Serial.println(data1.ADF2);
  Serial.print("F3(470-490nm):");
  Serial.println(data1.ADF3);
  Serial.print("F4(505-525nm):");   
  Serial.println(data1.ADF4);

  as7341.startMeasure(as7341.eF5F8ClearNIR);
  data2 = as7341.readSpectralDataTwo();
  Serial.print("F5(545-565nm):");
  Serial.println(data2.ADF5);
  Serial.print("F6(580-600nm):");
  Serial.println(data2.ADF6);
  Serial.print("F7(620-640nm):");
  Serial.println(data2.ADF7);
  Serial.print("F8(670-690nm):");
  Serial.println(data2.ADF8);
  Serial.print("Clear:");
  Serial.println(data2.ADCLEAR);
  Serial.print("NIR:");
  Serial.println(data2.ADNIR);
  delay(1000);
  R=data2.ADF8 / 256;
  G=(data2.ADF5  +data2.ADF6) / 256;
  B=data1.ADF3/ 256 ;
  x=2.7689*R+1.7517*G+1.1302*B;
  y=1.0000*R+4.9507*G+0.0601*B;
  n=(0.3320-x)*(0.1858-y);
  cdc=437*n*n*n+ 3601 *n*n +6831 *n+ 5517;
    Serial.print("CDC: ");   
  Serial.println(cdc);
    Serial.print(" ");
  delay(1000);
}

显示结果,涂黄的就是结果,不过好像不大对的。日光灯色温是6000K吗?不过从程序的角度和传感器的测试角度,这个过程是Pass的。

捕获.PNG 剧终。

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一看就说研究过颜色的大佬!


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