CN112019833B - 数字取像装置及荧幕的色差校正方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数字取像装置及荧幕的色差校正方法及其装置，其中方法包括：提供待校正数字取像装置及待校正显示荧幕；提供波长可调单波长标准光谱光源；进行标准取像；产生取像色度校正参数；完成数字取像装置校正；输入标准灰阶信号；进行校正前荧幕取像；产生荧幕色度校正参数；以及完成荧幕校正。又其中标准呈像荧幕装置，其内建有色彩特性组态文件记录有上述方法产生的系统校正参数。又其中标准数字取像装置，其内含有上述方法产生的取像色度校正参数。借由本发明的实施，可以快速有效的完成从数字取像装置及荧幕的全流程色差校正。

Description

数字取像装置及荧幕的色差校正方法及其装置

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种数字取像装置及荧幕之色差校正方法及其装置。

背景技术

口腔包括牙齿、嘴唇、舌头等部位，是人体消化食物的第一站；口腔中主要器官有牙齿、舌头、黏膜与唾腺等，其中牙齿露出口腔部分为牙冠，而牙根则是未露出的部分。牙齿由内而外可分为三部分：珐琅质、象牙质及牙髓。

当牙医师发现牙齿受损必须进行更换治疗时，此时就必须使用义齿也就是假牙，对受损的牙齿进行更换；有关假牙的制作，必须先由牙医师进行建模及对色，然后交给牙技所进行包括了：1.基底制作→2.数字扫描→3.数字设计→4.设计完成→5.数位精密加工→6.氧化锆后处里→7.高温烧结→8.内冠调整→9.上键结剂→10.牙冠堆瓷→11.瓷炉烧结→12.型态调整...等假牙制作流程。

制造假牙时，因为假牙的颜色，关系到与其他牙齿颜色的一致性或协调性，对口腔整体的美感有着非常关键的影响，因此如何在假牙制作过程中，使牙医师与牙技所，对假牙颜色有一致性的信息，将有赖于牙医师使用的取像装置及荧幕；然而若使用未经过色差校正的取像装置及荧幕，将会因为设备的误差，使得牙齿颜色信息更为不一致。

发明内容

本发明提供的一种数字取像装置及荧幕的色差校正方法及其装置，其主要是要解决牙齿修复过程中，从数字取像装置至荧幕的全流程色差校正及完成数字取像装置的色差校正的问题发生。

本发明提供一种数字取像装置及荧幕的色差校正方法，其包括：提供待校正数字取像装置及待校正显示荧幕；提供波长可调单波长标准光谱光源，其是依时序分时提供各单波长的单波长标准光源；进行标准取像，其是以待校正数字取像装置，依时序对单波长标准光源进行取像，以产生每一单波长画面各像素取像灰阶值后又计算对应出每一单波长画面取像色度值；产生取像色度校正参数，其是将每一单波长画面取像色度值与对应单波长的标准光谱进行差值统计运算，以产生每一单波长取像色度校正参数；完成数字取像装置校正，其是以每一单波长取像色度校正参数对待校正数字取像装置进行校正，以产生标准数字取像装置；输入标准灰阶信号，其是将R(0-255)/G(0-255)/B(0-255)标准灰阶信号输入待校正显示荧幕，以产生校正前显示屏；进行校正前荧幕取像，其是以标准数字取像装置对校正前显示屏进行取像，以产生校正前荧幕灰阶值后，又计算对应出校正前荧幕色度值；产生荧幕色度校正参数，其是将标准灰阶信号进行色度转换后与校正前荧幕色度值进行计算，以产生荧幕色度校正参数；以及完成荧幕校正，其是将取像色度校正参数及荧幕色度校正参数合成为系统校正参数，并写入待校正显示荧幕的色彩特性组态文件。

进一步地，上述单波长标准光源，是由光源在分时输出的控制情况下直接分时提供，或者由LED灯、氙气灯、高压放电灯、卤素灯、钨丝灯、或荧光灯结合可波长选择光栅或棱镜所提供。

进一步地，上述单波长标准光源的波长范围为360nm至830nm间的整数值。

进一步地，上述数字取像装置为相机或摄影机。

进一步地，上述每一单波长取像色度校正参数，是将每一单波长画面取像色度值与对应单波长的单波长标准光源的标准色度值进行差值统计运算，并产生每一单波长总色差值。

进一步地，上述完成数字取像装置校正步骤，是将每一实际取像光谱与对应的每一单波长总色差值，两者进行线性叠加。

本发明又提供一种数字取像装置的色差校正方法，其包括：提供待校正数字取像装置；提供波长可调单波长标准光谱，其是依时序分时提供各单波长的单波长标准光源；进行标准取像，其是以待校正数字取像装置，依时序对单波长标准光源进行取像，以产生每一单波长画面各像素取像灰阶值后又计算对应出每一单波长画面取像色度值；产生取像色度校正参数，其是将每一单波长画面取像色度值与对应单波长的标准光源的标准光谱进行差值统计运算，以产生每一单波长取像色度校正参数；以及完成数字取像装置校正，其是以每一单波长取像色度校正参数对待校正数字取像装置进行校正，以产生标准数字取像装置。

进一步地，上述单波长标准光源，是由光源在分时输出的控制情况下直接分时提供，或者由LED灯、氙气灯、高压放电灯、卤素灯、钨丝灯、或荧光灯结合可波长选择光栅或棱镜所提供。

进一步地，上述单波长标准光源的波长范围为360nm至830nm间的整数值。

进一步地，上述数字取像装置为相机或摄影机。

进一步地，上述每一单波长取像色度校正参数，是将每一单波长画面取像色度值与对应单波长的该单波长标准光源的标准色度值进行差值统计运算，并产生每一单波长总色差值。

进一步地，上述完成数字取像装置校正步骤，是将每一实际取像的光谱与对应的每一单波长总色差值，两者进行线性叠加。

本发明又提供一种标准呈像荧幕装置，其内建有色彩特性组态文件，又该色彩特性组态文件记录有依照上述数字取像装置及荧幕的色差校正方法所述的系统校正参数。

本发明又提供一种标准数字取像装置，其为待校正数字取像装置，结合有运算模块，且运算模块纪录有上述的每一单波长取像色度校正参数，运算模块是执行：将每一取像画面，依照每一单波长取像色度校正参数，进行动态影像校正。

进一步地，上述运算模块为嵌入式系统，内建于该待校正数字取像装置内。

借由本发明的实施，至少可以达成下列进步功效：

1、可以有效的完成从数字取像装置至荧幕的全流程色差校正。

2、可以有效的完成数字取像装置的色差校正。

为了使本技术领域的技术人员了解本发明技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、权利要求及附图，任何本技术领域的技术人员可轻易的理解本发明相关的目的及优点，因此将在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点。

附图说明

图1为本发明实施例的一种数字取像装置及荧幕的色差校正方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的一种数字取像装置的色差校正方法的流程示意图；

图3为本发明实施例的一种波长可调单波长标准光谱及其分时提供的单波长标准光源地光形示意图；

图4A为本发明实施例的一种光源结合控制器形成单波长标准光源地示意图；

图4B为本发明实施例的一种光源结合波长选择器形成单波长标准光源的示意图；

图5A为本发明实施例的一种待校正数字取像装置结合计算机的示意图；

图5B为本发明实施例的一种待校正数字取像装置结合嵌入式系统的示意图；

图6为本发明实施例的一种进行待校正显示荧幕校正的系统架构示意图；

图7A为本发明实施例的一种标准数字取像装置架构示意图；

图7B为本发明又一实施例的一种标准数字取像装置架构示意图；以及

图8为本发明实施例的一种标准呈像荧幕装置架构示意图。

【符号说明】

S100 数字取像装置及荧幕的色差校正方法

S11 提供待校正数字取像装置及待校正显示荧幕

S20 提供波长可调单波长标准光谱

S30 进行标准取像

S40 产生取像色度校正参数

S50 完成数字取像装置校正

S60 输入标准灰阶信号

S70 进行校正前荧幕取像

S80 产生荧幕色度校正参数

S90 完成荧幕校正

S200 数字取像装置之色差校正方法

S12 提供待校正数字取像装置

G111 标准数字取像装置

111 待校正数字取像装置

112 画面

113 像素

114 次像素

115 待校正显示荧幕

115a 色彩特性组态文件

116 校正前显示屏

20 单波长标准光源

210 光源

220 控制器

230 波长选择器

300 标准呈像荧幕装置

410 取像色度校正参数

50 运算模块

510 计算机

520 嵌入式系统

610 R(0-255)/G(0-255)/B(0-255)标准灰阶信号

810 荧幕色度校正参数

910 系统校正参数

具体实施方式

如图1所示，本实施例为一种数字取像装置及荧幕的色差校正方法S100，其包括：提供待校正数字取像装置及一待校正显示荧幕S10；提供波长可调单波长标准光谱S20；进行标准取像S30；产生取像色度校正参数S40；完成数字取像装置校正S50；输入标准灰阶信号S60；进行校正前荧幕取像S70；产生荧幕色度校正参数S80；以及完成荧幕校正S90。

如图2所示，上述的数字取像装置及荧幕的色差校正方法S100，其中包含有数字取像装置的色差校正方法S200，其包括：提供待校正数字取像装置S12；提供波长可调单波长标准光谱S20；进行标准取像S30；产生取像色度校正参数S40；以及完成数字取像装置校正S50。

提供待校正数字取像装置及待校正显示荧幕S10，其是提供需要被校正的待校正数字取像装置111及待校正显示荧幕115，然后借由校正程序的完成，以达后续使用，使数字取像装置能取得标准影像信息，又显示荧幕能完成标准性的呈像。所述的待校正数字取像装置111可以为相机或摄影机。

当针对实施数字取像装置的色差校正方法S200时，此时的提供待校正数字取像装置S12，只需提供待校正数字取像装置111。

如图3所示，提供波长可调单波长标准光谱S20，其是依时序分时提供各单波长的单波长标准光源20，以作为校正时的标准；单波长标准光源20的波长(λn)范围可以为360nm至830nm间的整数值，且每一单波长(λn)具有一组标准灰阶值(WR,Ln/WG,Ln/W B,Ln)；其中W表示为灰阶；R为红色,G为绿色,B为蓝色；Ln表示波长，可以例如为360至830的波长整数值代号。

如图4A及图4B所示，上述的单波长标准光源20，是可以由光源210，以控制器220在分时输出之控制情况下，直接分时提供，或者由光源210，例如LED灯、氙气灯、高压放电灯、卤素灯、钨丝灯、或荧光灯结合波长选择器230，例如光栅或棱镜所提供。

进行标准取像S30，其是以上述待校正数字取像装置111，依照上述的时序，对单波长标准光源20进行取像，此时将会产生对应于每一单波长标准光源20的每一单波长画面各像素取像灰阶值(PR,Ln(x,y)/PG,Ln(x,y)/PB,Ln(x,y)；其中P(Pixel)为像素；R为红色、G为绿色、B为蓝色；Ln表示波长，可以例如为360至830的波长整数值代号；(x,y)表示相机取像像素坐标)，然后，为了方便后续计算，因此又将每一单波长画面各像素取像灰阶值(PR,Ln(x,y)/PG,Ln(x,y)/PB,Ln(x,y))经过色度转换计算，并对应出每一单波长画面各像素取像色度值(CLn(x,y))；其中C表示为色度值；Ln表示波长，可以例如为360至830的波长整数值代号；(x,y)表示相机取像像素坐标。

在实际操作中，待校正数字取像装置111进行一次取像时将产生一个画面(frame)112，又一个画面112是由多个像素(pixel)113所组成，例如1024*768个像素，又每一个像素可以由三个次像素(sub-pixel)114所组成，例如R/G/B三个次像素；所以上述的每一单波长画面各像素取像灰阶值(PR,Ln(x,y)/PG,Ln(x,y)/PB,Ln(x,y))，是指每一单波长产生的画面中，单一像素的取像灰阶值，又以画面为1024*768个像素为例，就可以产生1024*768个取像灰阶值。

产生取像色度校正参数S40，其是将取像后的每一单波长画面取像色度值(CLn(x,y))与对应的单波长的标准光谱进行差值统计运算，以产生每一单波长取像色度校正参数。

具体而言，产生取像色度校正参数S40，其是将取像后的每一单波长画面各像素取像色度值(CLn(x,y))与对应单波长的单波长标准光源20的标准色度值(SR,Ln(x,y)/SG,Ln(x,y)/SB,Ln(x,y))进行差值统计运算，并产生每一单波长总色差值作为每一单波长取像色度校正参数；其中S表示为标准色度值；Ln表示波长，可以例如为360至830的波长整数值代号；(x,y)表示相机取像像素坐标。

更具体而言，上述的完成数字取像装置校正S50步骤，是将每次取像的实际取像光谱与其对应的每一单波长总色差值，将两者进行线性叠加，如此就可以动态的完成数字取像装置校正S50。

如图5A所示，在一般情况下，待校正数字取像装置111的校正是将该些取像色度值(CLn(x,y))及单波长标准光源20的标准色度值(SR,Ln(x,y)/SG,Ln(x,y)/SB,Ln(x,y))借由运算模块50，例如，如图7B所示的计算机/电子计算器510进行计算，以产生取像色度校正参数410，又使用取像色度校正参数410进行校正的运算也是在计算机510中完成；也就是说，取像色度校正参数410的产生及后续校正并非在相机内完成。

如图5B所示，在另一情况下，上述的运算模块50可以例如为嵌入式系统520，内建于待校正数字取像装置111内，如图7A所示，此时可在待校正数字取像装置111内，借由嵌入式系统520产生取像色度校正参数410及后续动态的对待校正数字取像装置111完成实时的色差校正。

在完成上述的数字取像装置的色差校正方法S200步骤后，接下来将进行待校正显示荧幕115的校正。

如图6所示，输入标准灰阶信号S60，其是将具有R(0-255)/G(0-255)/B(0-255)标准灰阶信号610输入待校正显示荧幕115，此时在待校正显示荧幕115上所产生的呈像，将为校正前显示屏116。

进行校正前荧幕取像S70，其是以校正过的标准数字取像装置G111对校正前显示屏116进行取像，以产生校正前荧幕灰阶值(USR(x,y)/USG(x,y)/USB(x,y))；其中US表示校正前荧幕灰阶；R为红色、G为绿色、B为蓝色；(x,y)表示荧幕像素坐标；USR(x,y)/USG(x,y)/USB(x,y)分别介于0-255，然后又将校正前荧幕灰阶值(USR(x,y)/USG(x,y)/USB(x,y))，经过色度转换计算以对应出校正前荧幕色度值。

产生荧幕色度校正参数S80，其是将标准灰阶信号，也就是输入待校正显示荧幕115的具有R(0-255)/G(0-255)/B(0-255)标准灰阶信号610进行色度转换，然后再与标准数字取像装置G111所产生的校正前荧幕色度值进行计算，如此就可以产生如图8所示的荧幕色度校正参数810。

完成荧幕校正S90，如图8所示，其是将取像色度校正参数410及荧幕色度校正参数810合成为系统校正参数910，并写入显示荧幕的色彩特性组态文件115a，例如是ICCProfile(即，ICC色彩特性文件)。

一种标准数字取像装置G111，其为待校正数字取像装置111内设有运算模块50，且运算模块50纪录有上述的每一单波长取像色度校正参数；运算模块可执行，将待校正数字取像装置111的每一实时取像画面，依照每一单波长取像色度校正参数，进行动态影像校正，借此以完成上述数字取像装置的色差校正方法S200。

如图8所示，一种标准呈像荧幕装置300，其内建有色彩特性组态文件，又上述的色彩特性组态文件，记录有依照上述数字取像装置及荧幕的色差校正方法S100所产生的系统校正参数910。

惟上述各实施例是用以说明本发明的特点，其目的在使本技术领域的技术人员能了解本发明的内容并据以实施，而非限定本发明的保护范围，故凡其他未脱离本发明所揭示的精神而完成的等效修饰或修改，仍应包含在权利要求所限定的范围中。

Claims (11)

1.一种数字取像装置及荧幕的色差校正方法，其特征在于，包括：

提供待校正数字取像装置及待校正显示荧幕；

提供波长可调单波长标准光谱光源，其是依时序分时提供标准光谱的各单一波长的单波长标准光源；

进行标准取像，其是以该待校正数字取像装置，依该时序对该单波长标准光源进行取像，以产生每一单波长画面各像素取像灰阶值后又计算对应出每一单波长画面取像色度值；

产生取像色度校正参数，其是将该每一单波长画面取像色度值与对应该单波长的标准光谱进行差值统计运算，以产生每一单波长取像色度校正参数；

完成数字取像装置校正，其是以该每一单波长取像色度校正参数对该待校正数字取像装置进行校正，以产生标准数字取像装置；

输入标准灰阶信号，其是将R/G/B标准灰阶信号输入该待校正显示荧幕，以产生校正前显示屏；

进行校正前荧幕取像，其是以该标准数字取像装置对该校正前显示屏进行取像，以产生校正前荧幕灰阶值后，又计算对应出校正前荧幕色度值；

产生荧幕色度校正参数，其是将该标准灰阶信号进行色度转换后与该校正前荧幕色度值进行计算，以产生荧幕色度校正参数；以及

完成荧幕校正，其是将该取像色度校正参数及该荧幕色度校正参数合成为系统校正参数，并写入该待校正显示荧幕的色彩特性组态文件。

2.根据权利要求1所述的色差校正方法，其特征在于，该单波长标准光源的波长范围为360nm至830nm间的整数值。

3.根据权利要求1所述的色差校正方法，其特征在于，该每一单波长取像色度校正参数，是将该每一单波长画面取像色度值与对应该单波长的该单波长标准光源的标准色度值进行差值统计运算，并产生每一单波长总色差值。

4.根据权利要求3所述的色差校正方法，其特征在于，该完成数字取像装置校正步骤，是将每一实际取像光谱与对应的该每一单波长总色差值，两者进行线性叠加。

5.一种数字取像装置的色差校正方法，其特征在于，包括：

提供待校正数字取像装置；

提供波长可调单波长标准光谱光源，其是依时序分时提供标准光谱的各单一波长的单波长标准光源；

进行标准取像，其是以该待校正数字取像装置，依该时序对该单波长标准光源进行取像，以产生每一单波长画面各像素取像灰阶值后又计算对应出每一单波长画面取像色度值；

产生取像色度校正参数，其是将该每一单波长画面取像色度值与对应该单波长的标准光谱进行差值统计运算，以产生每一单波长取像色度校正参数；以及

完成数字取像装置校正，其是以该每一单波长取像色度校正参数对该待校正数字取像装置进行校正，以产生标准数字取像装置。

6.根据权利要求5所述的色差校正方法，其特征在于，该单波长标准光源的波长范围为360nm至830nm间的整数值。

7.根据权利要求5所述的色差校正方法，其特征在于，该每一单波长取像色度校正参数，是将该每一单波长画面取像色度值与对应该单波长的该单波长标准光源的标准色度值进行差值统计运算，并产生每一单波长总色差值。

8.根据权利要求7所述的色差校正方法，其特征在于，该完成数字取像装置校正步骤，是将每一实际取像的光谱与对应的该每一单波长总色差值，两者进行线性叠加。

9.一种标准呈像荧幕装置，包括待校正显示荧幕，其特征在于，所述标准呈像荧幕装置内建有色彩特性组态文件，又该色彩特性组态文件记录有依照权利要求1所述的一种数字取像装置及荧幕的色差校正方法计算得到的该系统校正参数。

10.一种标准数字取像装置，其特征在于，其为待校正数字取像装置结合有运算模块，且该运算模块记录有如权利要求7所述的一种数字取像装置的色差校正方法计算得到的该每一单波长取像色度校正参数，该运算模块是执行：将每一取像画面，依照该每一单波长取像色度校正参数，进行动态影像校正。

11.根据权利要求10所述的标准数字取像装置，其特征在于，该运算模块为嵌入式系统，内建于该待校正数字取像装置内。

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