【Gravity:AS7341测评】色温感知测量之五色温转换

北方 2020-12-30 10:15 楼主

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，

这个感觉略好。

4. 那么就简言之，首先换算成rgb，

虽然不大精确，但是可以对照上表，

取

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。

剧终。