本發(fā)明涉及醫(yī)用專業(yè)顯示技術(shù)領(lǐng)域,特別是一種醫(yī)用顯示器色彩均勻性校正方法及校正系統(tǒng)。
背景技術(shù):
光源、被拍攝的物體與圖像采集設(shè)備是圖像形成的三要素??紤]到圖像主要通過顯示器進(jìn)行顏色重現(xiàn),影響圖像顏色失真的因素主要與光源、圖像采集設(shè)備和圖像顯示設(shè)備有關(guān)。其中,顯示設(shè)備對顏色失真的影響方面,以顯示器為圖像重現(xiàn)設(shè)備時(shí),顯示器的亮度、對比度、γ值、白點(diǎn)、色度、黑點(diǎn)等都是影響顏色失真的參數(shù)。γ值是用來描述輸入和輸出的非線性關(guān)系的特性參數(shù),取值通常在1-3。顯示器白點(diǎn)指的是在紅、綠、藍(lán)三通道都以最大值驅(qū)動時(shí)得到的色度值。不同的顯示器有不同的色彩范圍。因此,顏色校正是圖像分析十分關(guān)鍵的一個(gè)預(yù)處理步驟。常規(guī)的顏色校正方法可以分為三類:
1、基于映射的顏色校正方法,通過確定源顏色空間到目標(biāo)顏色空間的映射關(guān)系實(shí)現(xiàn)顏色空間的轉(zhuǎn)換。這類方法常用于數(shù)碼相機(jī)、掃描儀、顯示器、打印機(jī)等圖像輸入、輸出設(shè)備的顏色校正處理。
2、基于光譜反射率還原的顏色校正方法,根據(jù)系統(tǒng)成像模型,由采集得到的顏色值還原對象物體的光譜反射率,進(jìn)而結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)光源的光譜功率分布得到標(biāo)準(zhǔn)顏色值。這類方法是以有限維線性模型為基礎(chǔ)的,顏色校正精度較高,但計(jì)算量較大。
3、基于圖像分析的顏色校正方法,首先根據(jù)圖像的色度平均值及色度分布特性檢測圖像是否偏色以及偏色程度,進(jìn)而對偏色圖像進(jìn)行顏色校正。這類方法沒有光源的光譜功率分布、采集設(shè)備的光敏特性。
其中,基于映射的顏色校正方法可以進(jìn)一步分為簡單的參考白映射法、矩陣法,計(jì)算量較大的查找表法、多項(xiàng)式回歸法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等。這幾種方法也是比較通用的、有代表性的顏色校正方法。對于不同的應(yīng)用,查找表的構(gòu)成、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和多項(xiàng)式回歸模型等會有所不同。
“參考白”映射法,就是設(shè)法使被重現(xiàn)的圖像中的白點(diǎn)與理想的白點(diǎn)的顏色一致。通常是用一個(gè)白色卡片作為“參考白”,并把每個(gè)通道的顏色值調(diào)整到相等。其優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)起來簡單,可以在一定的范圍內(nèi)達(dá)到色貌(color appearance matching)匹配,同時(shí)能部分地消除光照的影響;缺點(diǎn)是過于簡單,僅適合于對顏色要求不高的場合。
矩陣法的本質(zhì)就是用轉(zhuǎn)換矩陣實(shí)現(xiàn)顏色空間的轉(zhuǎn)換。矩陣法的思想是用參考色標(biāo)的三刺激值作為輸人,設(shè)備輸出顏色的三刺激值作為輸出,由下式求出轉(zhuǎn)換矩陣。
Mref,O(XYZ)=Mref,I(RGB)
其中:Mref,I(RGB)是參考色標(biāo)的三刺激值(R、G、B)組成的維數(shù)為3×n的輸人矩陣;Mref,O(RGB)是設(shè)備輸出三刺激值(X、Y、Z)組成的維數(shù)為3×n的輸出矩陣;Mt是維數(shù)為3×3的轉(zhuǎn)換矩陣。求出轉(zhuǎn)換矩陣Mt后,就可以得到設(shè)備輸出的任一物體顏色三刺激值的向量。
Mobj,O(XYZ)=Mobj,I(RGB)
其中:Mobj,I(RGB)和Mobj,I(XYZ)分別是物體三刺激值和設(shè)備輸出的物體顏色三刺激值的向量。
矩陣法是設(shè)備校準(zhǔn)普遍采用的一種方法,簡便易實(shí)現(xiàn),但由于轉(zhuǎn)換矩陣維數(shù)太小,效果往往不太理想。
查找表法是借助色度測量數(shù)據(jù)建表,為此必須選擇一定數(shù)量足以代表圖像的真實(shí)顏色列在表中。如果被重現(xiàn)的顏色不在顏色表中,可通過插值或近似的方法得到。查找表法需大量的標(biāo)準(zhǔn)色譜、色塊數(shù)據(jù)。色塊數(shù)量越多,顏色校正的精度越高。顏色校正中用得較多的是三維查找表?;趪H色彩聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)的顏色管理系統(tǒng)采用了基于查找表的模型,描述了設(shè)備顏色空間與特征化文件連接空間(profile connection space,PCS)之間的顏色轉(zhuǎn)換。
根據(jù)插值策略的不同又可以把三維插值劃分為立方體性插值、三棱柱插值、金字塔插值和四面體插值。四面體是最小不可再分的三維立體,其運(yùn)算復(fù)雜度最?。挥忠?yàn)椴逯稻纫材軌驖M足要求,所以四面體插值算法是目前應(yīng)用較為廣泛的一種三維插值方法。
總之,上述各種色彩校正方法的效率及誤差各異,色彩均勻性也難以有效保證。隨著數(shù)字圖像設(shè)備的廣泛應(yīng)用,色彩均勻性已逐漸成為當(dāng)前研究的一個(gè)熱點(diǎn)。與早期的系統(tǒng)相比,現(xiàn)在這個(gè)問題變得更加復(fù)雜。
另外,圖像的色彩信息往往是圖像分析的重要依據(jù),隨著技術(shù)的發(fā)展,醫(yī)學(xué)影像包含越來越豐富的信息,特別是未來4K、8K等醫(yī)用影像的廣泛運(yùn)用,醫(yī)學(xué)診斷對醫(yī)用顯示器在色彩重現(xiàn)上的精準(zhǔn)度要求越來越苛刻。因此,對醫(yī)用顯示器色彩均勻性進(jìn)行準(zhǔn)確校正,成為提升醫(yī)用顯示器色彩顯示能力重要途徑之一。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是:提供一種醫(yī)用顯示器色彩均勻性校正方法及校正系統(tǒng),其可減少色彩均勻性誤差,改善色彩分布不均問題,保證醫(yī)用顯示器色彩顯示的準(zhǔn)確還原。
本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:一種醫(yī)用顯示器色彩均勻性校正方法,包括以下步驟:
S1,將顯示器的顯示區(qū)域劃分為多個(gè)區(qū)域,多個(gè)區(qū)域中具有多個(gè)點(diǎn);
S2,源色彩空間與目標(biāo)色彩空間之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系已知的情況下,將源色彩空間下的測試圖像轉(zhuǎn)換為目標(biāo)色彩空間下的測試圖像,控制醫(yī)用顯示器顯示目標(biāo)色彩空間下的測試圖像;
S3,采集顯示器上各區(qū)域和各點(diǎn)顯示的目標(biāo)色彩空間下的顏色分量數(shù)據(jù);
S4,基于采集到的數(shù)據(jù)和測試圖像中對應(yīng)各區(qū)域和各點(diǎn)在源色彩空間下的顏色分量數(shù)據(jù),分別計(jì)算得到各區(qū)域和各點(diǎn)的顏色分量數(shù)據(jù)在源色彩空間與目標(biāo)色彩空間之間的映射關(guān)系數(shù)據(jù);
S5,實(shí)時(shí)獲取顯示器當(dāng)前輸出圖像中的各區(qū)域或點(diǎn)在源色彩空間下的顏色分量數(shù)據(jù),根據(jù)相應(yīng)區(qū)域或相應(yīng)點(diǎn)的映射關(guān)系數(shù)據(jù),得到相應(yīng)的區(qū)域或相應(yīng)點(diǎn)在目標(biāo)色彩空間下的顏色分量理論值;
實(shí)時(shí)采集顯示器當(dāng)前輸出圖像中的各區(qū)域或點(diǎn)在目標(biāo)色彩空間下的實(shí)際顏色分量數(shù)據(jù);
S6,將各區(qū)域或點(diǎn)相應(yīng)的實(shí)際顏色分量數(shù)據(jù)與顏色分量理論值進(jìn)行比較,得到各區(qū)域或點(diǎn)的色彩均勻性誤差值;
S7,定義色彩均勻性誤差閾值,判斷色彩均勻性誤差值是否大于色彩均勻性誤差閾值,若否,則顯示器中相應(yīng)區(qū)域或點(diǎn)的圖像輸出正確,校正結(jié)束;若是,則轉(zhuǎn)至步驟S3至步驟S7,直至顯示器中各區(qū)域或點(diǎn)的圖像輸出正確,校正結(jié)束。
上述方法中,目標(biāo)色彩空間即顯示器顯示圖像所用的色彩空間類型,源色彩空間即圖像源位于圖像處理模塊或者控制器等顯示輸出前模塊中時(shí),所用的色彩空間類型,它們是兩種不同的色彩空間類型。本發(fā)明可適用的色彩空間類型包括RGB色彩空間、Adobe RGB色彩空間、CIE LAB色彩空間、CIE LUV色彩空間、CMY色彩空間和HIS色彩空間等。所述測試圖像一般為動態(tài)播放的圖像,實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)推算、實(shí)時(shí)對比、實(shí)時(shí)校正的機(jī)制實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明對顯示器顯示功能的動態(tài)校正。且本發(fā)明對顯示器的顯示區(qū)域進(jìn)行劃分,并分別分析各區(qū)域和點(diǎn)的不同顏色空間映射關(guān)系,因此可在校正過程中實(shí)現(xiàn)對某個(gè)區(qū)域或點(diǎn)的單獨(dú)校正,減少數(shù)據(jù)冗余,提高校正的效率。
優(yōu)選的,本發(fā)明步驟S1中,將顯示器的顯示區(qū)域劃分為M行N列共計(jì)MxN個(gè)區(qū)域,區(qū)域中具有(M+1)x(N+1)個(gè)點(diǎn)。劃分后,本發(fā)明可對各區(qū)域和點(diǎn)分別進(jìn)行單獨(dú)校正,避免了大批量計(jì)算的同時(shí)進(jìn)行,增加了色彩均勻性校正的靈活性。
優(yōu)選的,步驟S4中,還包括將計(jì)算得到各區(qū)域和各點(diǎn)的顏色分量數(shù)據(jù)在源色彩空間與目標(biāo)色彩空間之間的映射關(guān)系數(shù)據(jù)存儲為映射關(guān)系數(shù)據(jù)表;步驟S5中,根據(jù)映射關(guān)系數(shù)據(jù)表,利用查找表法,得到相應(yīng)的區(qū)域或相應(yīng)點(diǎn)在目標(biāo)色彩空間下的顏色分量理論值。
進(jìn)一步的,本發(fā)明上述校正方法中,所述目標(biāo)色彩空間為RGB色彩空間,源色彩空間為CIE LUV色彩空間。
具體的,定義u’、v’分別為某區(qū)域或點(diǎn)在源色彩空間下的顏色分量理論值色品坐標(biāo),參考值Yo=100,Uo’、Vo’分別為相應(yīng)區(qū)域或點(diǎn)的實(shí)際測量顏色分量色品坐標(biāo),則有:
L*=116(Y/Y0)1/3-16 Y/Y0>0.008856
u*=13L*(u'-u0') v*=13L*(v'-v'0)
上式中,X、Y、Z為CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者定義的光譜三刺激值,L*、u*、v*分別為CIE 1976(L*,u*,v*)色彩空間的三個(gè)顏色分量,其中L*表示亮度,u*和v*表示色度;
則相應(yīng)區(qū)域或點(diǎn)的色彩均勻性誤差值為:
CIE(L*、u*、v*)色彩空間中,色度坐標(biāo)用均勻色度坐標(biāo)(u,v)來表示,色彩的差異用Δu、Δv和ΔE來表示。
優(yōu)選的,本發(fā)明方法中,所述色彩均勻性誤差閾值為3.2~6.5。色彩均勻性誤差ΔE值反映的是顯示器與標(biāo)準(zhǔn)值之間差距的大小,因此其數(shù)值越小越好,分?jǐn)?shù)越高說明色彩越失真。上述誤差閾值范圍可適用于專業(yè)級液晶顯示器和少數(shù)優(yōu)秀的消費(fèi)級液晶顯示器,閾值在6.5~13可適用于市面上大多數(shù)消費(fèi)級液晶顯示器。當(dāng)ΔE在1.6~3.2范圍內(nèi),則人眼基本上是分辨不出色彩差異的,閾值設(shè)置在此范圍可適用于少數(shù)專業(yè)級的顯示器。
本發(fā)明還公開一種基于上述校正方法的醫(yī)用顯示器色彩均勻性校正系統(tǒng),包括醫(yī)用顯示器、色彩測量模塊和上位機(jī);醫(yī)用顯示器包括微控制器、圖像處理模塊、光源模塊和液晶面板,微控制器控制光源模塊為液晶面板提供圖像顯示用的背光;液晶面板的顯示區(qū)分為多個(gè)區(qū)域,多個(gè)區(qū)域中具有多個(gè)點(diǎn);
上位機(jī)發(fā)送源色彩空間下的測試圖像數(shù)據(jù)至微控制器,微控制器控制圖像處理模塊將源色彩空間下的測試圖像轉(zhuǎn)換為目標(biāo)色彩空間下的測試圖像,并輸出至液晶面板;微控制器控制光源模塊對輸出至液晶面板的背光強(qiáng)弱程度進(jìn)行調(diào)節(jié);
色彩測量模塊實(shí)時(shí)測量液晶面板上所顯示圖像中各區(qū)域和各點(diǎn)在目標(biāo)色彩空間下的顏色分量數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī);
上位機(jī)根據(jù)接收到的目標(biāo)色彩空間下各區(qū)域和各點(diǎn)的顏色分量數(shù)據(jù)測量值,和相應(yīng)各區(qū)域和各點(diǎn)在源色彩空間下的顏色分量值,分別計(jì)算得到各區(qū)域和各點(diǎn)在目標(biāo)色彩空間與源色彩空間之間的映射關(guān)系數(shù)據(jù),然后通過微控制器將映射關(guān)系數(shù)據(jù)發(fā)送至圖像處理模塊;
圖像處理模塊根據(jù)接收到的映射關(guān)系數(shù)據(jù),將各區(qū)域或各點(diǎn)在源色彩空間下的當(dāng)前圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為目標(biāo)色彩空間下的圖像數(shù)據(jù),并輸出至液晶面板;
上位機(jī)獲取當(dāng)前圖像中對應(yīng)各區(qū)域或各點(diǎn)在源色彩空間下的顏色分量值,根據(jù)映射關(guān)系數(shù)據(jù)計(jì)算各區(qū)域或各點(diǎn)在目標(biāo)色彩空間下的顏色分量理論值,并接收色彩測量模塊測得的當(dāng)前圖像中各區(qū)域和各點(diǎn)在目標(biāo)色彩空間下的顏色分量測量值;
上位機(jī)將顏色分量理論值與顏色分量測量值進(jìn)行比較,進(jìn)而得到各區(qū)域或各點(diǎn)對應(yīng)的色彩均勻性誤差值,然后判斷均勻性誤差值是否滿足要求,若滿足則相應(yīng)區(qū)域或點(diǎn)的校正結(jié)束,若不滿足則重新計(jì)算各區(qū)域或各點(diǎn)在目標(biāo)色彩空間與源色彩空間之間的映射關(guān)系數(shù)據(jù),以使得圖像處理模塊輸出至液晶面板的各區(qū)域或各點(diǎn)的圖像的色彩均勻性誤差滿足要求。
本發(fā)明系統(tǒng)中,上位機(jī)采用本地計(jì)算機(jī),微控制器、圖像處理模塊、光源模塊和液晶面板為一般現(xiàn)有醫(yī)用顯示器的結(jié)構(gòu)組成,光源模塊用于增強(qiáng)或者減弱背光,使液晶面板亮度達(dá)到符合不同色彩標(biāo)準(zhǔn)下要求的亮度值。本發(fā)明系統(tǒng)在應(yīng)用時(shí),在未獲得各區(qū)域和各點(diǎn)在不同色彩空間下的映射關(guān)系數(shù)據(jù)時(shí),圖像處理模塊對測試圖像的轉(zhuǎn)換根據(jù)現(xiàn)有的兩種色彩空間之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系進(jìn)行圖像的轉(zhuǎn)換并輸出。圖像處理模塊可采用現(xiàn)有的圖像分析設(shè)備。
本發(fā)明中,圖像處理模塊包括映射表單元、數(shù)據(jù)計(jì)算單元和處理控制單元:
映射表單元中存儲對應(yīng)各區(qū)域和各點(diǎn)在目標(biāo)色彩空間和源色彩空間之間的映射關(guān)系數(shù)據(jù);
處理控制單元控制數(shù)據(jù)計(jì)算單元根據(jù)映射關(guān)系數(shù)據(jù),將當(dāng)前圖像的各區(qū)域或各點(diǎn)在源色彩空間下顏色分量數(shù)據(jù),轉(zhuǎn)換為目標(biāo)色彩空間下的顏色分量數(shù)據(jù),并輸出至液晶面板。
有益效果
本發(fā)明中的醫(yī)用顯示器色彩均勻性校正系統(tǒng)及其校正方法具有以下技術(shù)效果:
1、采用分區(qū)域或點(diǎn)的思想,來實(shí)現(xiàn)醫(yī)用顯示器色彩均勻性的校正,達(dá)到減少顯示器色彩均勻性誤差,提升醫(yī)用顯示器色彩還原精確度的目的,進(jìn)而幫助醫(yī)生提高診斷效率;
2、基于分區(qū)域或點(diǎn)的查找表法的色彩校正方法,可以對顯示器上色彩均勻性誤差過大的任何局部區(qū)域進(jìn)行單獨(dú)校正,同時(shí)不用校正其他正常區(qū)域,增加了色彩均勻性校正的靈活性;
3、醫(yī)用顯示器色彩均勻性校正的色彩測量及大量校正數(shù)據(jù)的計(jì)算由上位機(jī)自行完成,保證了醫(yī)用顯示器彩均勻性校正在數(shù)據(jù)計(jì)算上的準(zhǔn)確性和可靠性。
附圖說明
圖1所示為本發(fā)明醫(yī)用顯示器色彩均勻性校正系統(tǒng)原理架構(gòu)圖;。
圖2所示為本發(fā)明醫(yī)用顯示器色彩均勻性校正系統(tǒng)工作示意圖;
圖3所示為本發(fā)明醫(yī)用顯示器色彩均勻性校正方法流程示意圖;
圖4所示為116x16分割區(qū)域校正點(diǎn)和校正區(qū)域示意圖;
圖5所示為基于分區(qū)域或點(diǎn)的查找表法在色彩還原中色彩均勻性校正示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步描述。
參考圖3所示,本發(fā)明的醫(yī)用顯示器色彩均勻性校正方法,包括以下步驟:
S1,將顯示器的顯示區(qū)域劃分為多個(gè)區(qū)域,多個(gè)區(qū)域中具有多個(gè)點(diǎn);
S2,源色彩空間與目標(biāo)色彩空間之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系已知的情況下,將源色彩空間下的測試圖像轉(zhuǎn)換為目標(biāo)色彩空間下的測試圖像,控制醫(yī)用顯示器顯示目標(biāo)色彩空間下的測試圖像;
S3,采集顯示器上各區(qū)域和各點(diǎn)顯示的目標(biāo)色彩空間下的顏色分量數(shù)據(jù);
S4,基于采集到的數(shù)據(jù)和測試圖像中對應(yīng)各區(qū)域和各點(diǎn)在源色彩空間下的顏色分量數(shù)據(jù),分別計(jì)算得到各區(qū)域和各點(diǎn)的顏色分量數(shù)據(jù)在源色彩空間與目標(biāo)色彩空間之間的映射關(guān)系數(shù)據(jù);
S5,實(shí)時(shí)獲取顯示器當(dāng)前輸出圖像中的各區(qū)域或點(diǎn)在源色彩空間下的顏色分量數(shù)據(jù),根據(jù)相應(yīng)區(qū)域或相應(yīng)點(diǎn)的映射關(guān)系數(shù)據(jù),得到相應(yīng)的區(qū)域或相應(yīng)點(diǎn)在目標(biāo)色彩空間下的顏色分量理論值;
實(shí)時(shí)采集顯示器當(dāng)前輸出圖像中的各區(qū)域或點(diǎn)在目標(biāo)色彩空間下的實(shí)際顏色分量數(shù)據(jù);
S6,將各區(qū)域或點(diǎn)相應(yīng)的實(shí)際顏色分量數(shù)據(jù)與顏色分量理論值進(jìn)行比較,得到各區(qū)域或點(diǎn)的色彩均勻性誤差值;
S7,定義色彩均勻性誤差閾值,判斷色彩均勻性誤差值是否大于色彩均勻性誤差閾值,若否,則顯示器中相應(yīng)區(qū)域或點(diǎn)的圖像輸出正確,校正結(jié)束;若是,則轉(zhuǎn)至步驟S3至步驟S7,直至顯示器中各區(qū)域或點(diǎn)的圖像輸出正確,校正結(jié)束。
上述方法中,目標(biāo)色彩空間即顯示器顯示圖像所用的色彩空間類型,源色彩空間即圖像源位于圖像處理模塊或者控制器等顯示輸出前模塊中時(shí),所用的色彩空間類型,它們是兩種不同的色彩空間類型。參考圖5所示,本發(fā)明可適用的色彩空間類型包括RGB色彩空間、Adobe RGB色彩空間、CIE LAB色彩空間、CIE LUV色彩空間、CMY色彩空間和HIS色彩空間等。所述測試圖像一般為動態(tài)播放的圖像,實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)推算、實(shí)時(shí)對比、實(shí)時(shí)校正的機(jī)制實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明對顯示器顯示功能的動態(tài)校正。且本發(fā)明對顯示器的顯示區(qū)域進(jìn)行劃分,并分別分析各區(qū)域和點(diǎn)的不同顏色空間映射關(guān)系,因此可在校正過程中實(shí)現(xiàn)對某個(gè)區(qū)域或點(diǎn)的單獨(dú)校正,減少數(shù)據(jù)冗余,提高校正的效率。
實(shí)施例1
參考圖4所示,步驟S1中,將顯示器的顯示區(qū)域劃分為M行N列共計(jì)MxN個(gè)區(qū)域,區(qū)域中具有(M+1)x(N+1)個(gè)點(diǎn)。顯示區(qū)域的劃分有2x2(9個(gè)點(diǎn))、3x3(16個(gè)點(diǎn))、4x4(25個(gè)點(diǎn))、5x5(36個(gè)點(diǎn))、6x6(49個(gè)點(diǎn))、7x7(64個(gè)點(diǎn))、8x8(81個(gè)點(diǎn))、9x9(100個(gè)點(diǎn))、10x10(121個(gè)點(diǎn))、11x11(144個(gè)點(diǎn))、12x12(169個(gè)點(diǎn))、13x13(196個(gè)點(diǎn))、14x14(225個(gè)點(diǎn))、15x15(256個(gè)點(diǎn))、16x16(289個(gè)點(diǎn))、….、MxN((M+1)x(N+1))個(gè)點(diǎn))等情況。圖4所示的實(shí)施例中116x16的情況。劃分后,本發(fā)明可對各區(qū)域和點(diǎn)分別進(jìn)行單獨(dú)校正,避免了大批量計(jì)算的同時(shí)進(jìn)行,增加了色彩均勻性校正的靈活性。
步驟S4中,還包括將計(jì)算得到各區(qū)域和各點(diǎn)的顏色分量數(shù)據(jù)在源色彩空間與目標(biāo)色彩空間之間的映射關(guān)系數(shù)據(jù)存儲為映射關(guān)系數(shù)據(jù)表;步驟S5中,根據(jù)映射關(guān)系數(shù)據(jù)表,利用查找表法,得到相應(yīng)的區(qū)域或相應(yīng)點(diǎn)在目標(biāo)色彩空間下的顏色分量理論值。由于顯示區(qū)域已劃分,因此可分別針對某一區(qū)域或點(diǎn)進(jìn)行查找表,進(jìn)而得到該區(qū)域或點(diǎn)對應(yīng)的色彩均勻性誤差,然后再針對該區(qū)域或點(diǎn)進(jìn)行再次的圖像采集,和映射關(guān)系校正,直至所有點(diǎn)和區(qū)域的色彩均勻性誤差在可接受范圍內(nèi),即在設(shè)定的色彩均勻性誤差閾值內(nèi)。
進(jìn)一步的,本實(shí)施例中,所述目標(biāo)色彩空間為RGB色彩空間,源色彩空間為CIE LUV色彩空間。
具體的,定義u’、v’分別為某區(qū)域或點(diǎn)在源色彩空間下的顏色分量理論值色品坐標(biāo),參考值Yo=100,Uo’、Vo’分別為相應(yīng)區(qū)域或點(diǎn)的實(shí)際測量顏色分量色品坐標(biāo),則有:
L*=116(Y/Y0)1/3-16 Y/Y0>0.008856
u*=13L*(u'-u0') v*=13L*(v'-v'0)
其中,X、Y、Z是CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀察者定義的“光譜三刺激值”,L*、u*、v*是CIE1976(L*,u*,v*)色彩空間定義的三個(gè)物理分量,L*表示物體亮度,u*和v*是色度。對于一般圖像,u*和v*的取值范圍為-100到+100,亮度為0到100??梢姡珻IE LUV色彩空間可由CIE XYZ空間經(jīng)簡單變換得到,具視覺統(tǒng)一性。
則相應(yīng)區(qū)域或點(diǎn)的色彩均勻性誤差值為:
CIE(L*、u*、v*)色彩空間中,色度坐標(biāo)用均勻色度坐標(biāo)(u,v)來表示,色彩的差異用Δu、Δv和ΔE來表示。
色彩均勻性誤差ΔE值反映的是顯示器與標(biāo)準(zhǔn)值之間差距的大小,因此其數(shù)值越小越好,分?jǐn)?shù)越高說明色彩越失真。參考下表1為用ΔE值評估顯示器色彩均勻性誤差對照表:
表1
本發(fā)明應(yīng)用于醫(yī)用專業(yè)顯示器,屬于專業(yè)級顯示器,因此色彩均勻性誤差閾值可設(shè)置范圍為3.2~6.5。
實(shí)施例2
本實(shí)施例詳述基于上述校正方法的醫(yī)用顯示器校正系統(tǒng),參考圖1和圖2所示,系統(tǒng)包括醫(yī)用顯示器、色彩測量模塊和上位機(jī);醫(yī)用顯示器包括微控制器、圖像處理模塊、光源模塊和液晶面板,微控制器控制光源模塊為液晶面板提供圖像顯示用的背光;液晶面板的顯示區(qū)分為多個(gè)區(qū)域,多個(gè)區(qū)域中具有多個(gè)點(diǎn);
上位機(jī)發(fā)送源色彩空間下的測試圖像數(shù)據(jù)至微控制器,微控制器控制圖像處理模塊將源色彩空間下的測試圖像轉(zhuǎn)換為目標(biāo)色彩空間下的測試圖像,并輸出至液晶面板;微控制器控制光源模塊對輸出至液晶面板的背光強(qiáng)弱程度進(jìn)行調(diào)節(jié);
色彩測量模塊實(shí)時(shí)測量液晶面板上所顯示圖像中各區(qū)域和各點(diǎn)在目標(biāo)色彩空間下的顏色分量數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī);
上位機(jī)根據(jù)接收到的目標(biāo)色彩空間下各區(qū)域和各點(diǎn)的顏色分量數(shù)據(jù)測量值,和相應(yīng)各區(qū)域和各點(diǎn)在源色彩空間下的顏色分量值,分別計(jì)算得到各區(qū)域和各點(diǎn)在目標(biāo)色彩空間與源色彩空間之間的映射關(guān)系數(shù)據(jù),然后通過微控制器將映射關(guān)系數(shù)據(jù)發(fā)送至圖像處理模塊;
圖像處理模塊根據(jù)接收到的映射關(guān)系數(shù)據(jù),將各區(qū)域或各點(diǎn)在源色彩空間下的當(dāng)前圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為目標(biāo)色彩空間下的圖像數(shù)據(jù),并輸出至液晶面板;
上位機(jī)獲取當(dāng)前圖像中對應(yīng)各區(qū)域或各點(diǎn)在源色彩空間下的顏色分量值,根據(jù)映射關(guān)系數(shù)據(jù)計(jì)算各區(qū)域或各點(diǎn)在目標(biāo)色彩空間下的顏色分量理論值,并接收色彩測量模塊測得的當(dāng)前圖像中各區(qū)域和各點(diǎn)在目標(biāo)色彩空間下的顏色分量測量值;
上位機(jī)將顏色分量理論值與顏色分量測量值進(jìn)行比較,進(jìn)而得到各區(qū)域或各點(diǎn)對應(yīng)的色彩均勻性誤差值,然后判斷均勻性誤差值是否滿足要求,若滿足則相應(yīng)區(qū)域或點(diǎn)的校正結(jié)束,若不滿足則重新計(jì)算各區(qū)域或各點(diǎn)在目標(biāo)色彩空間與源色彩空間之間的映射關(guān)系數(shù)據(jù),以使得圖像處理模塊輸出至液晶面板的各區(qū)域或各點(diǎn)的圖像的色彩均勻性誤差滿足要求,即在色彩均勻性誤差閾值范圍內(nèi)。
本發(fā)明系統(tǒng)中,上位機(jī)采用本地計(jì)算機(jī),微控制器、圖像處理模塊、光源模塊和液晶面板為一般現(xiàn)有醫(yī)用顯示器的結(jié)構(gòu)組成,光源模塊用于增強(qiáng)或者減弱背光,使液晶面板亮度達(dá)到符合不同色彩標(biāo)準(zhǔn)下要求的亮度值。本發(fā)明系統(tǒng)在應(yīng)用時(shí),在未獲得各區(qū)域和各點(diǎn)在不同色彩空間下的映射關(guān)系數(shù)據(jù)時(shí),圖像處理模塊對測試圖像的轉(zhuǎn)換根據(jù)現(xiàn)有的兩種色彩空間之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系進(jìn)行圖像的轉(zhuǎn)換并輸出。圖像處理模塊可采用現(xiàn)有的圖像分析設(shè)備。
色彩測量模塊采集到的顏色分量數(shù)據(jù)可通過微控制器模塊傳輸至上位機(jī),也可如圖1所示直接傳輸至上位機(jī)。
本發(fā)明中,圖像處理模塊包括映射表單元、數(shù)據(jù)計(jì)算單元和處理控制單元:
映射表單元中存儲對應(yīng)各區(qū)域和各點(diǎn)在目標(biāo)色彩空間和源色彩空間之間的映射關(guān)系數(shù)據(jù);
處理控制單元控制數(shù)據(jù)計(jì)算單元根據(jù)映射關(guān)系數(shù)據(jù),將當(dāng)前圖像的各區(qū)域或各點(diǎn)在源色彩空間下顏色分量數(shù)據(jù),轉(zhuǎn)換為目標(biāo)色彩空間下的顏色分量數(shù)據(jù),并輸出至液晶面板。
綜上,本發(fā)明通過對顯示器的顯示區(qū)域進(jìn)行劃分,并分別分析各區(qū)域和點(diǎn)的不同顏色空間映射關(guān)系,因此可在校正過程中實(shí)現(xiàn)對某個(gè)區(qū)域或點(diǎn)的單獨(dú)校正,減少數(shù)據(jù)冗余,提高校正的效率,可改善醫(yī)用顯示器色彩分布不均問題,提高醫(yī)用顯示器色彩顯示的還原準(zhǔn)確度。