CN110476408B - 用于校准牙科彩色相机的颜色参考 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于校准牙科彩色相机(2)的颜色参考(1),所述颜色参考包括多个场(3、4)。颜色参考(1)的表面包括用于颜色校准的彩色场(3)以及用于白平衡和/或阴影校正的白场(4)和/或灰场。
Description
技术领域
本发明涉及一种颜色参考和一种用于校准牙科彩色相机的方法。
背景技术
用于校准彩色相机的许多颜色参考是本领域已知的。
在一种已知的颜色参考的情况下,用于执行颜色校准的彩色场布置在正面上,用于执行白平衡和阴影校正的白场和灰场布置在背面上。
例如,正面上的彩色场的数量可以是24,由此彩色场的颜色可以覆盖将要执行颜色校准的特定光谱范围。在一个步骤中使用背面执行白平衡,并且在第二步骤中使用正面执行颜色校准。
WO2012/038474A1公开了一种借助于定位在唇涂布器(lip spreader)上的色彩图表来确定牙齿的颜色的方法。色彩图表可包括标准颜色的已知颜色集,例如RGB或CMYK。
US2012/0300228A1公开了一种用于预测彩色打印机的打印颜色的色彩图表,其中各个彩色场布置在正方形栅格中。
WO2015/082300A1公开了一种使用包括摄像头的智能手机来区分牙齿的颜色的装置。使用间隔件,第一偏振滤光器、第二偏振滤光器和色彩图表安装在相对于智能手机的摄像头的固定距离处。
EP0561228A2公开了用颜色变换进行彩色图像内窥镜检查的方法和装置,由此在图像的记录中并入颜色参考。然后将测得的实际颜色值与目标颜色值进行比较以便执行颜色校准。
已知的颜色参考和方法的一个缺点在于颜色校准和白平衡是在不同步骤中执行的。
因此,本发明的目标是以尽可能简单的方式执行包括颜色校准和白平衡的彩色相机的完整校准。
发明内容
本发明涉及一种用于校准牙科彩色相机的包括多个场的颜色参考。颜色参考的表面包括用于颜色校准的彩色场以及用于白平衡和/或阴影校正的白场和/或灰场。
例如,颜色参考可以是矩形板,其在同一面上具有彩色场以及灰场和/或白场。图像场中的亮度的局部变化,例如渐晕、不均匀照明或色差,也可以用白平衡和阴影校正加以校正。因此,对于白平衡和阴影校正,在整个图像场上确定白场的亮度和/或色调的测量实际值,并与所述白场的目标值进行比较。例如,可以利用白平衡和阴影校正来校正朝图像场的边缘亮度的降低,即所谓的渐晕。
阴影校正等效于局部白平衡,由此使用校准数据将光学图像的所有像素设置为相同灰度值。
白场和深灰场均可用于执行白平衡和阴影校正。
彩色场用于颜色校准,由此彩色场的颜色均匀地布置在色谱或待校准的颜色空间内部或者甚至稍微外部。因此,针对各个彩色场的亮度和/或颜色值确定实际值,并与所述彩色场的已知目标值进行比较。
从白场的实际值与目标值的比较获得光学图像的所有像素的校准数据。
例如,可以以变换矩阵的形式存储白平衡和阴影校正的校准数据。
从彩色场的实际值与目标值的比较获得各个颜色的校准数据。
例如,可以以查询表的形式存储各个颜色的颜色校准的校准数据。
例如,彩色场可以包括以下颜色:黄色、浅棕色、黑色、红棕色、浅灰色、浅蓝色、浅紫色、浅橙色、深绿色、深紫色、深蓝色、粉红色、浅绿色、中黄色。
颜色值的目标值和彩色场的亮度值以及相应颜色参考的白场在校准之前已经已知,并且可以例如存储在存储器中。
所述颜色参考的一个优点在于白平衡和阴影校正以及颜色校准可以通过仅测量一个光学图像在一个步骤中执行。
彩色场可有利地包括至少三种不同颜色。
这使得有可能进行粗略的颜色校准。彩色场的数量也可以是24或更多。更多数量的不同彩色场使得可以进行更准确的颜色校准。
白场和/或灰场均匀地分布在颜色参考的表面上。
白场的均匀分布使得可以在整个图像场上进行白平衡和阴影校正。
这些场可有利地具有矩形形状,由此彩色场和白场或灰场以棋盘形式相对于彼此交替地布置。
由于棋盘布置,彩色场和白场在每个方向上相对于彼此交替地布置。这允许在整个图像场上均匀分布白场。
这些场可有利地具有正方形形状。
各个场的正方形形状使得颜色参考可以具有紧凑设计。
这些场可有利地彼此紧邻。
因此,颜色参考的紧凑设计是可能的。因为没有中间区域,所以也有利于各个场的分割。
颜色参考可有利地包括保持器,由此保持器可附接到彩色相机以便相对于彩色相机在限定距离处以限定方向布置颜色参考。
颜色参考因此可借助于保持器相对于彩色相机布置,使得彩色相机的图像场覆盖整个颜色参考。
本发明还涉及一种使用颜色参考校准牙科彩色相机的方法。由牙科彩色相机记录颜色参考,其中产生光学图像,其中对所记录的白场和/或灰场中的至少四个的至少一个像素确定颜色值和/或至少一个亮度值,并执行白平衡和/或阴影校正,其中,对所记录的彩色场中的至少三个确定实际颜色值,并与存储的相应彩色场的目标颜色值进行比较,其中,对光学图像的每个像素确定白平衡校准值以用于执行白平衡,并对彩色场中的每个颜色确定颜色校准值。
例如,像素的颜色值和/或亮度值可以RGB值的形式使用。
因此在第一步中使用白场执行白平衡和/或阴影校正,而在第二步中使用彩色场执行颜色校准。
对于白平衡和阴影校正,从所记录的白场中的至少四个的至少一个记录的像素的光学图像确定颜色值和/或亮度值的实际值,并且与白场的已知目标值进行比较。然后针对每个白场的至少一个像素确定校准值。例如,剩余像素的校准值可以通过插值来确定。
还可以针对白场的每个像素来确定实际值,并与目标值进行比较。例如,因此以更大的准确性确定图像场上的亮度的发展。
例如,还可以只针对白场的每四个像素确定实际值。
随后执行颜色校准,其中针对所记录的彩色场中的至少三个确定颜色值和/或亮度值的实际值(例如呈RGB值的形式),并且与相应彩色场的已知目标值进行比较。然后,针对各个彩色场的每个颜色确定颜色校准值。例如,待校准颜色空间的剩余颜色的颜色校准值可以通过插值确定。
各个像素的白平衡校准值和阴影校正校准值以及各个颜色的颜色校准值然后可以作为校准数据存储。
所述方法的一个优点在于在颜色参考的光学图像已被记录之后,白平衡、阴影校正和颜色校准可在一个步骤中执行。白平衡、阴影校正和颜色校准也可以由计算机单元执行,计算机单元例如计算机、微型计算机或微芯片,而不需用户交互。
可有利地使用分割算法分割所记录的光学图像的各个场。
分割算法识别各个场的边界,并将它们分割成彩色场和白场。分割算法可以借助于计算机单元完全自动执行。
白平衡和阴影校正在牙科彩色相机的图像场的整个表面上进行,借此基于白场或灰场的颜色值和/或亮度值,使用插值算法确定还包括彩色场的区域的整个图像场上的白平衡和阴影校正。
例如,插值算法使得可以确定整个图像场上的亮度值的发展。确定各个白场的亮度值,由此在白场之间的彩色场上执行插值。例如,插值算法可以在白场的各个亮度值之间拟合适当函数。插值算法可以借助于计算机单元完全自动地执行。
颜色参考可有利地包括保持器,由此在记录光学图像之前借助于保持器相对于彩色相机在限定距离处以限定方向布置颜色参考,使得在光学图像中的颜色参考的描绘覆盖整个图像场。
使用保持器,颜色参考可以相对于彩色相机在限定距离处以限定方向布置,使得整个图像场被覆盖并且提高校准的准确度。
借助于保持器,颜色参考可有利地垂直于彩色相机的记录方向布置。
这促进校准的完全自动执行。
在白平衡之后,可以有利地针对整个图像场获得校准数据,执行阴影校正和颜色校准。
通过比较亮度值和颜色值的测量的实际值与已知目标值来获得整个图像场上的校准数据。例如,校准数据可以包括彩色相机的传感器的各个像素的校正系数。
所获得的校准数据可有利地存储在存储器中以用于校正彩色相机的光学图像。
因此,在已执行校准之后,将校准数据应用于光学图像,以便执行校正。例如,校准数据可以以变换矩阵或查询表的形式存储。
附图说明
将参考附图解释本发明。附图示出:
图1 用于校准牙科彩色相机的呈板形式的颜色参考,
图2 具有方形场的颜色参考,
图3 具有矩形场的颜色参考,
图4 具有菱形场的颜色参考。
具体实施方式
图1示出了用于校准牙科彩色相机2的呈板形式的颜色参考1,其包括彩色场3和白场4。在所描绘的实施例中,场3和场4是方形的,并且以棋盘形式相对于彼此布置。保持器5设置于颜色参考1上,且可以附接到彩色相机2,使得颜色参考1可相对于彩色相机2在限定距离6处以设定方向布置。颜色参考1被布置成使得颜色参考1的场3和场4覆盖彩色相机2的整个图像场7,其中图像场7的边界由虚线指示。
图2示出了颜色参考1的另一个实施例,其中颜色场3和白场4以四行五列的棋盘方式布置,其中场3和场4为正方形的。
图3示出了颜色参考1的另一个实施例,其中彩色场3和白场4的形状类似于细长矩形,并且以三行八列的棋盘方式布置。
图4示出了颜色参考1的另一个实施例,其中彩色场3由阴影线表示,白场4是菱形的,并且以棋盘方式布置。
附图标记
1 颜色参考
2 彩色相机
3 彩色场
4 白场
5 保持器
6 距离
7 图像场
Claims (11)
1.用于校准牙科彩色相机(2)的颜色参考(1),所述颜色参考包括多个场(3、4),其特征在于,所述颜色参考(1)的表面包括用于颜色校准的彩色场(3)以及用于白平衡和阴影校正的白场(4)和/或灰场,其中所述白场(4)和/或所述灰场均匀地分布在所述颜色参考(1)的表面上;所述场(3、4)具有矩形形状,其中所述彩色场(3)以及所述白场(4)和/或所述灰场以棋盘形式相对于彼此交替地布置。
2.根据权利要求1所述的颜色参考(1),其特征在于,所述彩色场(3)包括至少三种不同颜色。
3.根据权利要求1或者2所述的颜色参考(1),其特征在于,所述场(3、4)具有正方形形状。
4.根据权利要求1所述的颜色参考(1),其特征在于,所述场(3、4)彼此紧邻。
5.用于校准牙科彩色相机(2)的保持器(5),其包括根据权利要求1-4中任一项所述的颜色参考(1),其特征在于,所述保持器(5)能够附接到所述彩色相机(2)以便相对于所述彩色相机(2)在限定距离(6)处以限定方向布置所述颜色参考(1)。
6.用于使用根据权利要求1-4中任一项所述的颜色参考(1)校准牙科彩色相机(2)的方法,其特征在于,由所述牙科彩色相机(2)记录所述颜色参考(1),其中产生光学图像,其中对所记录的白场(4)和/或灰场中的至少四个的至少一个像素确定颜色值和/或至少一个亮度值,并且执行白平衡和/或阴影校正,其中,对所记录的彩色场(3)中的至少三个确定实际颜色值,并且与相应彩色场(3)的存储的目标颜色值进行比较,其中,对所述光学图像的像素确定白平衡校准值和阴影校准值,以执行白平衡和/或阴影校正,并且对所述彩色场中的每个颜色确定颜色校准值,其中,在所述牙科彩色相机(2)的图像场(7)的整个表面上执行白平衡和阴影校正,其中,使用插值算法,以便基于所述白场(4)和/或所述灰场的颜色值和/或亮度值来确定还包括所述彩色场(3)的区域的整个图像场(7)上的白平衡和阴影校正。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,使用分割算法分割所记录的光学图像的各个场(3、4)。
8.根据权利要求6或权利要求7所述的方法,其特征在于,所述颜色参考(1)包括保持器(5),其中在记录所述光学图像之前,借助于所述保持器(5)相对于所述彩色相机(2)在限定距离(6)处以限定方向布置所述颜色参考(1),使得所述光学图像中的所述颜色参考(1)的描绘覆盖所述整个图像场(7)。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述颜色参考(1)借助于所述保持器(5)垂直于所述彩色相机(2)的记录方向布置。
10.根据权利要求6或权利要求7所述的方法,其特征在于,在执行所述白平衡、所述阴影校正和所述颜色校准之后,获得所述整个图像场(7)的校准数据。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所获得的校准数据存储在存储器中以用于校正所述彩色相机(2)的所述光学图像。
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