醫用顯示器色彩均勻性校正方法及校正系統技術方案

本發明專利技術公開一種醫用顯示器色彩均勻性校正方法及校正系統，其在應用時，首先將顯示器的顯示區域分為多個區域和多個點，然后實時采集各個區域和點在源色彩空間下和目標色彩空間下的映射關系數據，以支持后續校正時，根據映射關系數據得到各區域或各點在目標色彩空間下的顏色分量理論值并輸出，然后再次采集顯示器各區域或點在目標色彩空間下的實際顏色分量數據，通過對比得出各區域或點的色彩均勻性誤差，判斷色彩均勻性誤差是否在可接受范圍內，若是則校正結束，若否，則重新采集各區域和各點的顏色分量值，對映射關系進行校正，直至所有區域和點的色彩均勻性誤差在可接受范圍內。本發明專利技術可改善色彩分布不均問題，保證醫用顯示器色彩顯示的準確還原。

Method and system for correcting color uniformity of medical display device

The present invention discloses a medical display color uniformity correcting method and its application in the system, the display area is divided into multiple regions and multiple points, then the real-time acquisition of each area and point mapping data in the source color space and target color space, to support the follow-up correction according to the data obtained, the mapping relationship between the region or point in the target color space of the color component theory and the output value, the actual color component data is then collected again display regions or points in the target color space, by comparing the region or point color uniformity, color uniformity error in judgment within the acceptable range, if the correction over, if not, then re collecting area and the color component values, the mapping relationship is corrected, until all The color uniformity error of area and point is within the acceptable range. The invention can improve the uneven color distribution and ensure the accurate reduction of the color display of the medical display.

【技術實現步驟摘要】
醫用顯示器色彩均勻性校正方法及校正系統
本專利技術涉及醫用專業顯示
，特別是一種醫用顯示器色彩均勻性校正方法及校正系統。
技術介紹
光源、被拍攝的物體與圖像采集設備是圖像形成的三要素。考慮到圖像主要通過顯示器進行顏色重現，影響圖像顏色失真的因素主要與光源、圖像采集設備和圖像顯示設備有關。其中，顯示設備對顏色失真的影響方面，以顯示器為圖像重現設備時，顯示器的亮度、對比度、γ值、白點、色度、黑點等都是影響顏色失真的參數。γ值是用來描述輸入和輸出的非線性關系的特性參數，取值通常在1-3。顯示器白點指的是在紅、綠、藍三通道都以最大值驅動時得到的色度值。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鍵的一個預處理步驟。常規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顏色空間的映射關系實現顏色空間的轉換。這類方法常用于數碼相機、掃描儀、顯示器、打印機等圖像輸入、輸出設備的顏色校正處理。2、基于光譜反射率還原的顏色校正方法，根據系統成像模型，由采集得到的顏色值還原對象物體的光譜反射率，進而結合標準光源的光譜功率分布得到標準顏色值。這類方法是以有限維線性模型為基礎的，顏色校正精度較高，但計算量較大。3、基于圖像分析的顏色校正方法，首先根據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，進而對偏色圖像進行顏色校正。這類方法沒有光源的光譜功率分布、采集設備的光敏特性。其中，基于映射的顏色校正方法可以進一步分為簡單的參考白映射法、矩陣法，計算量較大的查找表法、多項式回歸法、人工神經網絡法等。這幾種方法也是比較通用的、有代表性的顏色校正方法。對于不同的應用，查找表的構成、神經網絡的結構和多項式回歸模型等會有所不同。“參考白”映射法，就是設法使被重現的圖像中的白點與理想的白點的顏色一致。通常是用一個白色卡片作為“參考白”，并把每個通道的顏色值調整到相等。其優點是實現起來簡單，可以在一定的范圍內達到色貌(colorappearancematching)匹配，同時能部分地消除光照的影響；缺點是過于簡單，僅適合于對顏色要求不高的場合。矩陣法的本質就是用轉換矩陣實現顏色空間的轉換。矩陣法的思想是用參考色標的三刺激值作為輸人，設備輸出顏色的三刺激值作為輸出，由下式求出轉換矩陣。Mref，O(XYZ)＝Mref，I(RGB)其中：Mref，I(RGB)是參考色標的三刺激值(R、G、B)組成的維數為3×n的輸人矩陣；Mref，O(RGB)是設備輸出三刺激值(X、Y、Z)組成的維數為3×n的輸出矩陣；Mt是維數為3×3的轉換矩陣。求出轉換矩陣Mt后，就可以得到設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備輸出的物體顏色三刺激值的向量。矩陣法是設備校準普遍采用的一種方法，簡便易實現，但由于轉換矩陣維數太小，效果往往不太理想。查找表法是借助色度測量數據建表，為此必須選擇一定數量足以代表圖像的真實顏色列在表中。如果被重現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準色譜、色塊數據。色塊數量越多，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。基于國際色彩聯盟標準的顏色管理系統采用了基于查找表的模型，描述了設備顏色空間與特征化文件連接空間(profileconnectionspace，PCS)之間的顏色轉換。根據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，其運算復雜度最小；又因為插值精度也能夠滿足要求，所以四面體插值算法是目前應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。隨著數字圖像設備的廣泛應用，色彩均勻性已逐漸成為當前研究的一個熱點。與早期的系統相比，現在這個問題變得更加復雜。另外，圖像的色彩信息往往是圖像分析的重要依據，隨著技術的發展，醫學影像包含越來越豐富的信息，特別是未來4K、8K等醫用影像的廣泛運用，醫學診斷對醫用顯示器在色彩重現上的精準度要求越來越苛刻。因此，對醫用顯示器色彩均勻性進行準確校正，成為提升醫用顯示器色彩顯示能力重要途徑之一。
技術實現思路
本專利技術的目的是：提供一種醫用顯示器色彩均勻性校正方法及校正系統，其可減少色彩均勻性誤差，改善色彩分布不均問題，保證醫用顯示器色彩顯示的準確還原。本專利技術采取的技術方案為：一種醫用顯示器色彩均勻性校正方法，包括以下步驟：S1，將顯示器的顯示區域劃分為多個區域，多個區域中具有多個點；S2，源色彩空間與目標色彩空間之間的轉換關系已知的情況下，將源色彩空間下的測試圖像轉換為目標色彩空間下的測試圖像，控制醫用顯示器顯示目標色彩空間下的測試圖像；S3，采集顯示器上各區域和各點顯示的目標色彩空間下的顏色分量數據；S4，基于采集到的數據和測試圖像中對應各區域和各點在源色彩空間下的顏色分量數據，分別計算得到各區域和各點的顏色分量數據在源色彩空間與目標色彩空間之間的映射關系數據；S5，實時獲取顯示器當前輸出圖像中的各區域或點在源色彩空間下的顏色分量數據，根據相應區域或相應點的映射關系數據，得到相應的區域或相應點在目標色彩空間下的顏色分量理論值；實時采集顯示器當前輸出圖像中的各區域或點在目標色彩空間下的實際顏色分量數據；S6，將各區域或點相應的實際顏色分量數據與顏色分量理論值進行比較，得到各區域或點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，則顯示器中相應區域或點的圖像輸出正確，校正結束；若是，則轉至步驟S3至步驟S7，直至顯示器中各區域或點的圖像輸出正確，校正結束。上述方法中，目標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，所用的色彩空間類型，它們是兩種不同的色彩空間類型。本專利技術可適用的色彩空間類型包括RGB色彩空間、AdobeRGB色彩空間、CIELAB色彩空間、CIELUV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播放的圖像，實時采集、實時推算、實時對比、實時校正的機制實現了本專利技術對顯示器顯示功能的動態校正。且本專利技術對顯示器的顯示區域進行劃分，并分別分析各區域和點的不同顏色空間映射關系，因此可在校正過程中實現對某個區域或點的單獨校正，減少數據冗余，提高校正的效率。優選的，本專利技術步驟S1中，將顯示器的顯示區域劃分為M行N列共計MxN個區域，區域中具有(M+1)x(N+1)個點。劃分后，本專利技術可對各區域和點分別進行單獨校正，避免了大批量計算的同時進行，增加了色彩均勻性校正的靈活性。優選的，步驟S4中，還包括將計算得到各區域和各點的顏色分量數據在源色彩空間與目標色彩空間之間的映射關系數據存儲為映射關系數據表；步驟S5中，根據映射關系數據表，利用查找表法，得到相應的區域或相應點在目標色彩空間下的顏色分量理論值。進一步的，本專利技術上述校正方法中，所述目標色彩空間為RGB色彩空間，源色彩空間為CIELUV色彩空間。具體的，定義u’、本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種醫用顯示器色彩均勻性校正方法，其特征是，包括以下步驟：S1，將顯示器的顯示區域劃分為多個區域，多個區域中具有多個點；S2，源色彩空間與目標色彩空間之間的轉換關系已知的情況下，將源色彩空間下的測試圖像轉換為目標色彩空間下的測試圖像，控制醫用顯示器顯示目標色彩空間下的測試圖像；S3，采集顯示器上各區域和各點顯示的目標色彩空間下的顏色分量數據；S4，基于采集到的數據和測試圖像中對應各區域和各點在源色彩空間下的顏色分量數據，分別計算得到各區域和各點的顏色分量數據在源色彩空間與目標色彩空間之間的映射關系數據；S5，實時獲取顯示器當前輸出圖像中的各區域或點在源色彩空間下的顏色分量數據，根據相應區域或相應點的映射關系數據，得到相應的區域或相應點在目標色彩空間下的顏色分量理論值；實時采集顯示器當前輸出圖像中的各區域或點在目標色彩空間下的實際顏色分量數據；S6，將各區域或點相應的實際顏色分量數據與顏色分量理論值進行比較，得到各區域或點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，則顯示器中相應區域或點的圖像輸出正確，校正結束；若是，則轉至步驟S3至步驟S7，直至顯示器中各區域或點的圖像輸出正確，校正結束。...

【技術特征摘要】
1.一種醫用顯示器色彩均勻性校正方法，其特征是，包括以下步驟：S1，將顯示器的顯示區域劃分為多個區域，多個區域中具有多個點；S2，源色彩空間與目標色彩空間之間的轉換關系已知的情況下，將源色彩空間下的測試圖像轉換為目標色彩空間下的測試圖像，控制醫用顯示器顯示目標色彩空間下的測試圖像；S3，采集顯示器上各區域和各點顯示的目標色彩空間下的顏色分量數據；S4，基于采集到的數據和測試圖像中對應各區域和各點在源色彩空間下的顏色分量數據，分別計算得到各區域和各點的顏色分量數據在源色彩空間與目標色彩空間之間的映射關系數據；S5，實時獲取顯示器當前輸出圖像中的各區域或點在源色彩空間下的顏色分量數據，根據相應區域或相應點的映射關系數據，得到相應的區域或相應點在目標色彩空間下的顏色分量理論值；實時采集顯示器當前輸出圖像中的各區域或點在目標色彩空間下的實際顏色分量數據；S6，將各區域或點相應的實際顏色分量數據與顏色分量理論值進行比較，得到各區域或點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，則顯示器中相應區域或點的圖像輸出正確，校正結束；若是，則轉至步驟S3至步驟S7，直至顯示器中各區域或點的圖像輸出正確，校正結束。2.根據權利要求1所述的方法，其特征是，步驟S1中，將顯示器的顯示區域劃分為M行N列共計MxN個區域，區域中具有(M+1)x(N+1)個點。3.根據權利要求1所述的方法，其特征是，步驟S4中，還包括將計算得到各區域和各點的顏色分量數據在源色彩空間與目標色彩空間之間的映射關系數據存儲為映射關系數據表；步驟S5中，根據映射關系數據表，利用查找表法，得到相應的區域或相應點在目標色彩空間下的顏色分量理論值。4.根據權利要求1所述的方法，其特征是，所述目標色彩空間為RGB色彩空間，源色彩空間為CIELUV色彩空間。5.根據權利要求4所述的方法，其特征是，定義u’、v’分別為某區域或點在源色彩空間下的顏色分量理論值色品坐標，參考值Yo＝100，Uo’、Vo’分別為相應區域或點的實際測量顏色分量色品坐標，則有：L*＝116(Y/Y0)1/3-16Y/Y0>0.008856u*＝13L*(u'-u0')v*＝13L*(v'-v'0)上式中，X、Y、Z為CIE1931標準色度觀察者定義的光譜三刺激值，L*、u*、v*分別為CIE1976(L*,u*...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王衛，
申請(專利權)人：南京巨鯊顯示科技有限公司，南京巨鯊醫療科技有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇,32