CN1210672C - 利用发光二极管或其它光谱光源的成像设备颜色校准的方法 - Google Patents

Abstract

公开了对一个成像设备进行颜色校准的一个方法和设备。该成像设备(18)承受多个光源(14)。从该成像设备获得颜色通道反应，并决定颜色校准系数。

Description

利用发光二极管或其它 光谱光源的成像设备颜色校准的方法

技术领域

本发明一般涉及颜色的确认和校准以及对成像设备的矫正性调整。

背景技术

色彩主要是人类视觉系统在接受物体反射回的不同波长的光线时察觉到的。这种色彩认识能力已知为人类视觉系统的光谱敏感性。为了数字化地表达觉察的色彩，已经开发了许多方法，其中之一是XYZ三色值，它由“Commission Internationale de I’Eclairge”(CIE)这一国际组织提出的。XYZ三色值根据这样的理论，即人类视觉系统具有对三种基本色彩红绿蓝的感受器，并且所有察觉的色彩是这三种基本色彩的混合。

图1示出根据XYZ三色值对应人类视觉系统的光谱敏感性。理想上，如果成像设备反映通道精确复制XYZ三色值，在理论上，成像设备能够精确复制视觉系统看到的颜色。然而，由于生产这样的一个成像设备所涉及的复杂性，精确复制XYZ三色值是不现实的。

图2示出一个成像设备的示范性的红绿蓝反应。希望转换反应使之尽可能近的相关于XYZ三色值，使得成像设备可以分通道输出，近似对应人类视觉系统所看到的颜色。这就是执行在成像设备上的颜色校准的功能。

颜色校准的功能是找到色彩校准矩阵(如，3×3矩阵)，它使得图像感应器的反应尽可能(如最少的平方误差)靠近XYZ三色值。决定颜色校准3×3矩阵的示范性方法是取已知的XYZ三色值的几个反射颜色目标，如Macbeth Colorchecker目标，它从位于纽约的NewWindsor的Macbeth/Kollmorgen仪器公司处获得，代表24种颜色，并且一般在不同的颜色空间区描述颜色。通过取得由图像识别生成的对应红绿蓝(RGB)值，找到近似代表该目标的XYZ三色值的校准矩阵。从数学上，转换可以表示如下：

使用要校准的成像设备，24色目标通过生成对应的RGB值的成像器读取。注意到，颜色目标的每个XYZ三色值是已知的。标准RGB值被装入标准数据矩阵(MEAS)，例如：

R0    G0    B0R1    G1    B1R2    G2    B2R3    G3    B3R22   G22   B22R23   G23   B23

目标0目标1目标2目标3..目标22目标23

RGB值和XYZ三色值的关系能用下面方程表示：

$\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]=[3\×3]\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]$

3×3颜色校准矩阵能进一步描述为：

$[3\×3]=\left[\begin{array}{ccc}{M}_{11}& M_{12}& M_{13}\\ M_{21}& M_{12}& M_{23}\\ M_{31}& M_{12}& M_{33}\end{array}\right]$

其中M₁₁，…，M₃₃是颜色校准矩阵的颜色校准系数。

因此，计算颜色校准系数如下：

$\left[\begin{array}{c}{M}_{11}\\ M_{12}\\ M_{13}\end{array}\right]={({\mathrm{MEAS}}^T.\mathrm{MEAS})}^{-1}.{\mathrm{MEAS}}^T\left[\begin{array}{c}{X}_0\\ X_1\\ \·\\ \·\\ \·\\ X_{23}\end{array}\right]$

$\left[\begin{array}{c}{M}_{21}\\ M_{22}\\ M_{23}\end{array}\right]={({\mathrm{MEAS}}^T.\mathrm{MEAS})}^{-1}.{\mathrm{MEAS}}^T\left[\begin{array}{c}{Y}_0\\ Y_1\\ \·\\ \·\\ \·\\ Y_{23}\end{array}\right]$

$\left[\begin{array}{c}{M}_{31}\\ M_{32}\\ M_{33}\end{array}\right]={({\mathrm{MEAS}}^T.\mathrm{MEAS})}^{-1}.{\mathrm{MEAS}}^T\left[\begin{array}{c}{Z}_0\\ Z_1\\ \·\\ \·\\ \·\\ Z_{23}\end{array}\right]$

在上述表达式中，MEAS^T指MEAS矩阵的转置矩阵。()^-1表示逆阵。而且，x_n，Y_n，Z_n是各自的目标n的XYZ三色值。

从上面，选择颜色校准系数提供最小的平方误差，它对应于最适合将成像设备的RGB值映射为颜色目标的XYZ三色值。为什麽通过该方法获得的系数能提供最小的平方误差，可能不是显而易见的，它的进一步讨论能在Box，Hunter和Hunter的“实验者统计“(Hohn Wiley和Sons出版，纽约，1978)一书中498-502页找到。希望能以最少三位有效精确位来计算和保存系数值。注意到，只要有适当的亮度，系数的大小不是重要的，但系数之间的比例是重要的。因此，根据他们的颜色校准精度，矩阵

$M=\left(\begin{array}{ccc}16.645& 7.013& 1.253\\ 6.997& 17.706& -1.881\\ 0.386& -4.826& 23.327\end{array}\right)$ 和 $M=\left(\begin{array}{ccc}33.29& 14.026& 2.506\\ 13.994& 35.411& -3.762\\ 0.772& -9.652& 46.655\end{array}\right)$

是对等的。

同时该方法在步骤上是基本正确的，实现大量生产是繁琐的。例如，多个颜色目标，一般为24个，需要将已测试的成像设备对MacbethColorchecker的反应集中起来。换句话说，为每个在校准的成像设备连续成像24种颜色目标。这种技术需要充分的时间量，它妨碍生产流，因此增加了生产成本。一般地，假设在生产过程中产生的每个成像设备有它自己的对应在RGB反映中的变化的颜色校准矩阵，因此，单独地校准每个成像设备。而且，在校准过程中目标经常变化，在处理过程中该目标有可能被玷污，导致不准确校准。再者，目标长时间暴露在光线下可能褪色，在不用和经常变换时需要特别保存。而且，由于反射的颜色目标的颜色随着照明光的变化而变化，提供了对应CIE D65照明的参考光源，它需要经常检查色温和色度。而且，在使用颜色目标时，必须分配一个相当大的生产区域，以便在要校准的图像感应器中存在有适当的目标距离关系。这样，需要的是一种方法和设备，它能产生颜色校准系数或颜色校准矩阵，而没有与反射的颜色目标有关的问题。

发明内容

公开了对成像设备进行颜色校准的一种方法和设备。成像设备承受多个光源。从成像设备获得颜色通道反应，决定颜色校准系数。

附图说明

本发明的方法和设备的目的，特性和优点从下面描述中将显而易见，其中，

图1说明根据XYZ三色值对应人类眼睛的光谱敏感性；

图2说明一个成像设备的红绿蓝反应的一个实例；

图3描述本发明一个示范性的实施例，说明校准仪器的；

图4说明本发明的一个示范性的实施例；

图5说明本发明使用统计关系的的一个示范性的实施例；

图6说明一个示范性表格，用作关联成像设备反应；

图7说明使用加权因子集的本发明一个示范性的实施例；

图8说明使用加权因子集的本发明的另一个示范性的实施例。

具体实施方式

本发明使用一套发光二极管(LED)或其它光源来给成像设备提供一个刺激物来生成一个颜色校准矩阵。由于这样，克服了使用反射颜色目标的许多缺点。可以理解，LED的一个区别特征是LED有高度的光输出稳定性。也可以理解，光源被理解为一般的原始光源。还可以理解，本发明能实践于CMOS和CCD设备以及其它成像设备。还可以理解，在根据红绿蓝(RGB)反应描述示范性实施例的同时，它不应解释为一种限制。其它的颜色系统也是同样可用的，例如，其中有青紫黄(CMY)颜色系统和青紫黄绿(CMYG)颜色系统。相应地，不同的颜色系统的反应被称为颜色通道反应。而且，可以理解，根据3×3矩阵描述示范性实施例的同时，其它矩阵也可以使用，例如，3×n矩阵或m×n矩阵，其中m，n为整数，依赖于颜色校准的属性。

图3示出了本发明的一个示范性实施例。该校准设备10包括有孔16的空腔12，使得要校准的成像设备18能进入空腔的内部。在空腔内配备有多个LED或其它光源14，来给成像设备提供刺激物。LED或其它光源14按照描述的示范性方式，可以由计算机20控制。计算机20还可以接收RGB成像设备的输出并使用这些输出值，运行一颜色校准程序为成像设备生成一个3×3颜色校准矩阵。生成的3×3颜色校准矩阵可以保存在成像设备内的，诸如只读存储器之类的内存设备中，并随后使用，将读取的RGB值映射成对应的XYZ三色值。通过使用校准设备10来校准不同的成像设备，不再需要反射的颜色目标。特别地，通过使用LED或其它光源14，能获得与颜色目标一样的校准结果。一般地，使用5个LED，尽管根据将要覆盖的颜色区域可以使用多于5个LED或低至3个LED。在使用5个LED时，波长在430，470，545，590和660nm处的峰值发射用来提供刺激，它如同通过用对应Macbeth Colorchecker目标的反射颜色目标的校准方式一样给出结果。然而，应当注意到，根据要实现的特别需要的结果，可以使用其它的峰值波长。在这种情况下，已选择特殊的峰值波长来会合商业上可得到的LED的波长，同时也用颜色校准矩阵的颜色系数提供强校准。下面列出了二极管的中心波长(用nm表示)和制造商名：

430nm，Cree实验室，Durham，北卡罗那

450nm，Nichia美国公司，Mountville，宾西法尼亚

470nm，微电子公司，Santa Clara，加州

481nm，惠普，Palo Alto，加州

544nm，东芝美国电子元件公司，Irvine，加州

562nm，东芝美国电子元件公司，Irvine，加州

590nm，东芝美国电子元件公司，Irvine，加州

592nm，惠普，Palo Alto，加州

612nm，东芝美国电子元件公司，Irvine，加州

615nm，惠普，Palo Alto，加州

637nm，惠普，Palo Alto，加州

644nm，惠普，Palo Alto，加州，

       东芝美国电子元件公司，Irvine，加州

660nm，东芝美国电子元件公司，Irvine，加州

注意到，通过使用有宽带(如，峰值波长正负50nm)的频带扩展的LED，相对于使用窄宽(如，峰值波长正负5nm)的LED，用颜色校准矩阵可以获得较好的校准。

对于剩下的数字，产生3×3颜色校准矩阵的不同的示范性方法现在将按照5个LED集来描述，这不应解释为限制。

图4示出了本发明的一个示范性实施例。在该例中，产生3×3颜色校准矩阵的颜色校准直接应用于由5个LED产生的RGB值。通过直接应用，有这样一个假设，即LED的光足够定义在颜色空间的不同区域中的颜色。因而，本实施例根据校准要求，并不通过用MacbethColorchecker目标校准来校准，可能足够提供合适的颜色精确度。方法如下：

块41示出了决定LED的XYZ三色值的步骤。这可以通过分光光度计来进行。5个LED表示如下：

X_D1，Y_D1，Z_D1是LED#1的XYZ三色值

X_D2，Y_D2，Z_D2是LED#2的XYZ三色值

X_D3，Y_D3，Z_D3是LED#3的XYZ三色值

X_D4，Y_D4，Z_D4是LED#4的XYZ三色值

X_D5，Y_D5，Z_D5是LED#5的XYZ三色值

块42示出正在校准的成像设备由5个LED顺序照明和记录的RGB反应。设定记录的RGB反应是：

R_D1，R_D1，R_D1是成像器对LED#1的RGB反应

R_D2，R_D2，R_D2是成像器对LED#2的RGB反应

R_D3，R_D3，R_D3是成像器对LED#3的RGB反应

R_D4，R_D4，R_D4是成像器对LED#4的RGB反应

R_D5，R_D5，R_D5是成像器对LED#5的RGB反应

块43示出了已记录的RGB反应正在调入MEAS矩阵：

$\mathrm{MEAS}=\left[\begin{array}{ccc}{R}_{D1}& G_{D1}& B_{D1}\\ R_{D2}& G_{D2}& B_{D2}\\ R_{D3}& G_{D3}& B_{D3}\\ R_{D4}& G_{D4}& B_{D4}\\ R_{D5}& G_{D5}& B_{D5}\end{array}\right]$

块44示出3×3矩阵的颜色校准系数(如，M11，…，M33)由下面关系式决定：

$\left[\begin{array}{c}{M}_{11}\\ M_{12}\\ M_{13}\end{array}\right]={({\mathrm{MEAS}}^T.\mathrm{MEAS})}^{-1}.{\mathrm{MEAS}}^T\left[\begin{array}{c}{X}_{D1}\\ X_{D2}\\ \·\\ \·\\ \·\\ X_{D5}\end{array}\right]$

$\left[\begin{array}{c}{M}_{21}\\ M_{22}\\ M_{23}\end{array}\right]={({\mathrm{MEAS}}^T.\mathrm{MEAS})}^{-1}.{\mathrm{MEAS}}^T\left[\begin{array}{c}{Y}_{D1}\\ Y_{D2}\\ \·\\ \·\\ \·\\ Y_{D5}\end{array}\right]$

$\left[\begin{array}{c}{M}_{31}\\ M_{32}\\ M_{33}\end{array}\right]={({\mathrm{MEAS}}^T.\mathrm{MEAS})}^{-1}.{\mathrm{MEAS}}^T\left[\begin{array}{c}{Z}_{D1}\\ Z_{D2}\\ \·\\ \·\\ \·\\ Z_{D5}\end{array}\right]$

图5示出了本发明的另一个示范性实施例。该实例涉及统计关系。为帮助理解本示范方法，图6将被使用。图6示出了一表格60，它表示多个被测试的成像设备对24个Macbeth Colorchecker反射颜色目标的反应61，它由用对应的成像设备对5个LED 65的RGB反应构成的3×3矩阵63的颜色校准系数定义。一旦足够的成像设备被校准，累加数据就用来决定在5个LED结果和3×3矩阵系数之间的统计关系。图5现在将更详细地解释这个过程。块51解释了要校准的成像设备曝光于对应Macbeth Colorchecker的24个反射颜色目标。然而，假设已知该目标的XYZ三色值，可以使用其它颜色的目标。而且，目标数可以根据所期望的结果而有所变化。块52说明了由读取的24个目标的RGB值构成的3×3颜色校准矩阵。该过程已在上面的背景信息中先作描述。假定使用颜色目标由颜色校准导致的3×3矩阵

                            M₁₁ M₁₂ M₁₃

                  M_3×3＝  M₂₁ M₂₂ M₂₃

                            M₃₁ M₃₂ M₃₃

表示如下：

其中，M₁₁，…，M₃₃是颜色校准矩阵的颜色校准系数。

块53说明了5个LED系列正在刺激的同一成像设备和已记录的对5个LED的RGB反应。测试中的成像设备顺序地被5个LED照明，总共15个反应被记录。假设使用的5个LED为LED#1-LED#5，R_D1代表成像设备对LED#1的红色通道反应。同样地，假设G_D1代表成像设备对LED#1的绿色通道反应，以此类推。成像设备反应能够表示如下：

R_D1，G_D1，B_D1是成像器对LED#1的RGB反应

R_D2，G_D2，B_D2是成像器对LED#2的RGB反应

R_D3，G_D3，B_D3是成像器对LED#3的RGB反应

R_D4，G_D4，B_D4是成像器对LED#4的RGB反应

R_D5，G_D5，B_D5是成像器对LED#5的RGB反应

块54说明块51至53一直重复直到希望数目的成像设备已被校准。从这结合的累加数据，可以建成象在图6中所示的表格。块55至56说明这样的步骤，即一旦累加足够的数据，可以使用多项回归式来决定颜色目标的结果和LED之间的关系。多项回归式是基于这样的理论，即通过联立方程的使用，能接近测量的可变反应之间的关系。多项回归式在线性代数中是众所周知的，在成像设备的上下文中的多项回归式的进一步讨论可以在Henry R.Kang的“电子成像设备的颜色技术”一书中(SPIE光学工程出版社)的55-62页中找到。总之，使用从多个成像设备获得的数据，使用回归统计来发现成像设备的LED反应，和使用颜色目标从同一成像设备获得的3×3矩阵系数之间的关系。纯粹的结果是下列形式的方程式集：

M₁₁＝P₀+P₁*R_D1+P₂*G_D1+P₃*B_D1+P₄*R_D2+P₅*G_D2+P₆*B_D2+P₇*R_D3+P₈*G_D3+P₉*B_D3+P₁₀*R_D4+P₁₁*G_D4+P₁₂*B_D4+P₁₃*R_D5+P₁₄*G_D5+P₁₅*B_D5

其中，值P0，…，P15表示统计决定的相关系数。相关系数可以通过已知的统计方法或其它方法决定，使用统计分析程序，如商业上可用的JMP，它是来北卡罗那州Cary的SAS Institute公司。在任何情况下，必须为由块57至58表示的颜色校准矩阵(如，M11，M12，…M33)的每个颜色系数决定不同的相关系数集。块59说明一旦获得相关3×3矩阵的系数的方程集和成像设备对5个LED的反应，颜色目标不再需要，而且方程集用于后面的成像设备的颜色校准。这种方法的优点是，用“黄金分割”而不是继续使用MacbethColorchecker，通过非直接的比较决定颜色校准系数。

图7说明了本发明的另一个实施例。该例子涉及通过同时照明的LED的结合，Macbeth Colorchecker颜色的刺激。换句话说，通过使用LED光作为基础，根据加权因子集结合同时供以LED，在标准CIED65照明下，同时启动的LED光的结合得到与Macbeth Colorchecker目标一样的颜色特征。在某一时刻向成像设备呈献模拟颜色并记录相关的RGB反应。然后以与使用颜色目标时执行的同样方式进行颜色校准。这种颜色校准过程在上面章节的背景信息中已作描述。图7更详细地说明了示范性方法。块71说明了决定LED的XYZ三色值的步骤。这可以通过使用分光光度计来进行。假定5个LED表示如下：

X_D1，Y_D1，Z_D1是LED#1的XYZ三色值

X_D2，Y_D2，Z_D2是LED#2的XYZ三色值

X_D3，Y_D3，Z_D3是LED#3的XYZ三色值

X_D4，Y_D4，Z_D4是LED#4的XYZ三色值

X_D5，Y_D5，Z_D5是LED#5的XYZ三色值

块72说明决定受刺激的Macbeth颜色的XYZ三色值的步骤，表示如下：

X_Mac1，Y_Mac1，Z_Mac1是Macbeth颜色#1的XYZ三色值

X_Mac2，Y_Mac2，Z_Mac2是Macbeth颜色#2的XYZ三色值

…

X_Mac24，Y_Mac24，Z_Mac24是Macbeth颜色#24的XYZ三色值

块73说明决定应用于LED来容许Macbeth颜色刺激的加权因子集的步骤。这种关系能表示如下：

$\left[\begin{array}{c}{X}_{\mathrm{Mac}1}\\ Y_{\mathrm{Mac}1}\\ Z_{\mathrm{Mac}1}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccccc}{X}_{D1}& X_{D2}& X_{D3}& X_{D4}& X_{D5}\\ Y_{D1}& Y_{D2}& Y_{D3}& Y_{D4}& Y_{D5}\\ Z_{D1}& Z_{D2}& Z_{D3}& Z_{D4}& Z_{D5}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{f}_{\mathrm{1,1}}\\ f_{\mathrm{1,2}}\\ f_{\mathrm{1,3}}\\ f_{\mathrm{1,4}}\\ f_{\mathrm{1,5}}\end{array}\right]$

其中(f_1，1，…，f_1，5)是加权因子集。

$\left[\begin{array}{c}{X}_{\mathrm{Mac}1}\\ Y_{\mathrm{Mac}1}\\ Z_{\mathrm{Mac}1}\end{array}\right]=\left[M_{\mathrm{LED}}\right]\left[\begin{array}{c}{f}_{\mathrm{1,1}}\\ f_{\mathrm{1,2}}\\ f_{\mathrm{1,3}}\\ f_{\mathrm{1,4}}\\ f_{\mathrm{1,5}}\end{array}\right]$

上面关系能重写为：

$\left[\begin{array}{c}{X}_{\mathrm{Mac}2}\\ Y_{\mathrm{Mac}2}\\ Z_{\mathrm{Mac}2}\end{array}\right]=\left[M_{\mathrm{LED}}\right]\left[\begin{array}{c}{f}_{\mathrm{2,1}}\\ f_{\mathrm{2,2}}\\ f_{\mathrm{2,3}}\\ f_{\mathrm{2,4}}\\ f_{\mathrm{2,5}}\end{array}\right](\mathrm{etc}.)$

对于Macbeth颜色可以写下相似的表达式：

在上述表达式中，加权因子f的第一下标指匹配的Macbeth颜色(如1-24)。第二下标指与加权因子相关的LED(如1-5)。

为了决定刺激所需的加权因子集，上面关系能被重写如下：

$\left[\begin{array}{c}{f}_{\mathrm{1,1}}\\ f_{\mathrm{1,2}}\\ f_{\mathrm{1,3}}\\ f_{\mathrm{1,4}}\\ f_{\mathrm{1,5}}\end{array}\right]={\left({\left[M_{\mathrm{LED}}\right]}^T\right[M_{\mathrm{LED}}\left]\right)}^{-1}{\left[M_{\mathrm{LED}}\right]}^T\left[\begin{array}{c}{X}_{\mathrm{Mac}1}\\ Y_{\mathrm{Mac}1}\\ Z_{\mathrm{Mac}1}\end{array}\right]$

其中[M_LED]^T是[M_LED]的转置矩阵。选择的5个LED应该具有能描述所有Macbeth Colorchecker颜色的基础。然而，如果条件不是完全匹配，可以使用十分近似Macbeth颜色的替代合成颜色。另外，能够选择不同的光源来更好的跨越所需的颜色空间。在这种情况下，5个LED在430，470，545，590和660分别有峰值波长。

块74说明保存从上面获得的加权因子集。块75说明重复块71至74，为要被刺激的每个Macbeth颜色找到加权因子集。块76至78说明，一旦对应各自Macbeth颜色的24个加权因子集已经保存，5个LED同时被用以加权因子表示的比例的驱动电力来照明。颜色的图象被测试的成像设备和记录的RGB反应获取，总之，24个图象被获取，累加整个系统反应为Macbeth Colorchecker的24色。块79说明，接着反应被颜色校准程序使用来产生3×3颜色校准矩阵，该程序在背景信息中已作描述。

该方法的优点是，等效的Macbeth颜色是直接合成的，并因此可能由分光光度计来直接测量，决定颜色再现的精确度。这将提供一个方便的验证方式，即校准设备本身在校准(如，提供校准跟踪能力的方法)。

图8说明了本发明的另一个实施例。在这个示范性方法中，不同于用LED合成Macbeth颜色，使用系统对LED刺激的反应的知识，来决定和预测系统反应对标准Macbeth颜色将是什么。接着这种预测将用来在颜色校准中所需的反应数据，来生成3×3颜色校准矩阵。该方法是建立在系统反应线性的前提下，并假设LED有描述所有MacbethColorchecker颜色的基础。如果这种假设不完全符合，可以使用替代颜色。

块81说明了决定截取被测试的成像设备对零输入的RGB反应的步骤。执行该步骤来决定要校准的成像设备的偏差。目的是容许有更准确的对结果的线性修补。作为例子，对于有正偏差的成像设备，偏差的修正可以基本等效于暗框减少(即，偏差对应成像设备对暗色的反应)。

我们将定义偏差R0，G0，B0。例如，

正偏差                         负偏差

块82说明用5个LED的每一个照明成像设备并记录成像器对每个LED的反应的步骤。假定成像设备对LED的反应表示如下：

R_D1，G_D1，B_D1是成像器对LED#1的RGB反应

R_D2，G_D2，B_D2是成像器对LED#2的RGB反应

R_D3，G_D3，B_D3是成像器对LED#3的RGB反应

R_D4，G_D4，B_D4是成像器对LED#4的RGB反应

R_D5，G_D5，B_D5是成像器对LED#5的RGB反应

块83说明保存上述成像设备对5个LED的反应。

块84说明计算与24个Macbeth色的每个相关的加权因子集的步骤。决定加权因子集的过程参照图7已作描述。

块85说明应用计算出的成像设备对5个LED的RGB反应的加权因子集，来决定等效的Macbeth颜色反应：

例如：

R₁＝f_1，1(R_D1-R₀)+R₀       G₁＝f_1，1(G_D1-G₀)+G₀     B₁＝f_1,1(B_D1-B₀)+B₀

    +f_1，2(R_D2-R₀)+R₀            +f_1，2(G_D2-G₀)+G₀         +f_1，2(B_D2-B₀)+B₀

    +f_1，3(R_D3-R₀)+R₀            +f_1，3(G_D3-G₀)+G₀         +f_1，3(B_D3-B₀)+B₀

    +f_1，4(R_D4-R₀)+R₀            +f_1，4(G_D4-G₀)+G₀         +f_1，(B_D4-B₀)+B₀

    +f_1，5(R_D5-R₀)+R₀            +f_1，5(G_D5-G₀)+G₀         +f_1，5(B_D5-B₀)+B₀

                                                                         

R₂₄＝f_24，1(R_D1-R₀)+R₀     G₂₄＝f_24，1(G_D1-G₀)+G₀    B₂₄＝f_24，1(B_D1-B₀)+B₀

     +f_24，2(R_D2-R₀)+R₀          +f_24，2(G_D2-G₀)+G₀         +f_24，2(B_D2-B₀)+B₀

     +f_24，3(R_D3-R₀)+R₀          +f_24，3(G_D3-G₀)+G₀         +f_24，3(B_D3-B₀)+B₀

     +f_24，4(R_D4-R₀)+R₀          +f_24，4(G_D4-G₀)+G₀         +f_24，4(B_D4-B₀)+B₀

     +f_24，5(R_D5-R₀)+R₀          +f_24，5(G_D5-G₀)+G₀         +f_24，5(B_D5-B₀)+B₀

块86说明，使用从上面计算出的等效反应调入在上面章节的背景信息中描述的MEAS表，以及执行的颜色校准程序，来决定3×3颜色校准矩阵。

该方法只需要获取5个帧(如每个LED一个帧)，然而能决定颜色校准矩阵，好象使用24个反射颜色目标已执行校准一样。

然而，很明显能在不偏离本发明的广义精髓和范畴的情况下作出各种各样的修改和变化。相应地，本说明书和附图认为是说明之用而没有限制的意思。

Claims (27)

1.一种对成像设备进行颜色校准的方法，该方法包括步骤：

从多个辐照光源幅射光线，多个辐照光源具有相互不同的各自的光谱辐照特性，并具有已知的颜色值；

用顺序光线照射成像设备，以便响应该照射反应从成像设备产生一组颜色通道反应输出值；以及

从该组颜色通道反应和已知的颜色值决定所述成像设备的颜色校准系数。

2.根据权利要求1的方法，其中多个辐照光源为不少于三个，而该组颜色通道反应的数目为不少于三个并且不多于所述多个辐照光源。

3.根据权利要求1或2的方法，包含将颜色校准系数存储在成像设备中的进一步步骤。

4.根据前述权利要求1的方法，其中从多个辐照光源幅射光线的步骤包含从至少三个发光二极管辐射光线。

5.根据前述权利要求1的方法，其中从多个辐照光源幅射光线的步骤包含从峰值波长分别为430nm、470nm、545nm、590nm和660nm的五个发光二极管辐射光线。

6.一种校准成像设备反应的方法，包含：

提供多个辐照光源；

响应由多个辐照光源产生的顺序光线，从成像设备产生第一组反应输出值；

通过将成像设备暴露于多个辐照光源，产生第二组反应；并且

从第一组反应和第二组反应决定校准系数。

7.根据权利要求6的方法，其中提供多个辐照光源包含提供至少三个发光二极管，其中每个发光二极管具有相互不同的各自的光谱辐照特性，并在人类视觉系统的光谱敏感性之内。

8.根据权利要求7的方法，其中提供至少三个发光二极管包含提供峰值波长分别为430nm、470nm、545nm、590nm和660nm的五个发光二极管。

9.根据权利要求6的方法，其中产生第一组反应包含将如红、绿和蓝值的第一组反应映射为多个XYZ三色值。

10.根据权利要求6的方法，其中根据多个辐照光源产生第一组反应包含将分光光度计暴露于多个辐照光源。

11.根据权利要求6的方法，其中将成像设备暴露于多个辐照光源包含使用辐照光源的每一个顺序地照射该成像设备。

12.一种对成像设备进行校准的方法，包括：

(1)提供N个成像设备，其中N表示成像设备的预定数目；

(2)将第一(N＝1)成像设备暴露于一个目标，以便响应将第一成像设备暴露于该目标而产生第一组目标结果输出值；

(3)从第一组目标结果输出值计算第一组校准系数；

(4)将第一成像设备暴露于由多个辐照光源产生的顺序光线，以便响应将成像设备暴露于该顺序光线而产生第一组光源结果输出值，其中第一组校准系数和第一组光源结果输出值形成一对结果；

(5)通过在步骤(2)到(4)的每次重复期间使用不同的成像设备，来重复步骤(2)到(4)N-1次；以及

(6)通过使用每对结果来决定在N个成像设备之间的关系。

13.根据权利要求12的方法，其中将第一(N＝1)成像设备暴露于一个目标包含提供一个代表人类视觉系统的光谱敏感性的目标。

14.根据权利要求13的方法，其中提供一个代表人类视觉系统的光谱敏感性的目标包含提供一个Macbeth Colorchecker颜色再现图表。

15.根据权利要求12的方法，每个辐照光源具有相互不同的各自的光谱辐照特性。

16.根据权利要求12的方法，其中将第一成像设备暴露于多个辐照光源包含提供峰值波长分别为430nm、470nm、545nm、590nm和660nm的五个发光二极管。

17.根据权利要求12的方法，其中通过使用每对结果来决定在N个成像设备之间的关系包含使用多项回归式。

18.根据权利要求12的方法，其中通过使用每对结果来决定在N个成像设备之间的关系包含为每组校准系数推导独一无二的一组相关系数。

19.根据权利要求18的方法，其中为每组校准系数推导独一无二的一组相关系数包含使用统计分析程序。

20.根据权利要求12的方法，还包含：

将成像设备暴露于从一个物体反射的光线，以便产生由将成像设备暴露于反射光线得到的一组物体反应输出值；以及

将相关系数应用到该组物体反应，以便产生成像产品。

21.一种模拟至少一个目标颜色的方法，包含：

提供用于辐射光线的装置；

通过将一个成像设备和一个分光光度计二者之一暴露于来自用于辐射光线的装置的顺序光线，来产生一组反应输出值，

提供包含至少一个目标颜色的目标，该至少一个目标颜色包含一个反射波长；

将该反射波长表示为一个值；和

从该组反应输出值和至少一个目标颜色的值来决定至少一个加权因子。

22.根据权利要求21的方法，其中提供用于辐射光线的装置包含提供多个辐照光源。

23.根据权利要求22的方法，其中提供多个辐照光源包含提供至少三个发光二极管，其中每个发光二极管具有相互不同的各自的光谱辐照特性。

24.根据权利要求23的方法，其中提供至少三个发光二极管包含提供峰值波长分别为430nm、470nm、545nm、590nm和660nm的五个发光二极管。

25.根据权利要求21的方法，其中提供一个目标包含提供一个代表人类视觉系统的光谱敏感性的目标。

26.根据权利要求25的方法，其中提供一个代表人类视觉系统的光谱敏感性的目标包含提供一个Macbeth Colorchecker颜色再现图表。

27.根据权利要求21的方法，其中产生一组反应输出值包含为辐射光线的装置决定XYZ三色值一个辐射组，其中提供包含至少一个目标颜色的一个目标包括提供包含24个颜色的一个目标，该目标的每个颜色包含一个反射波长，其中将该反射波长表示为一个值包含为24个颜色决定XYZ三色值一个反射组。

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