[发明专利]摄像装置所用的颜色校准方法

说明书

本申请要求2011年3月4日提交的澳大利亚临时专利申请2011900785的优先权，其内容通过该引用而包含于此。

技术领域

本发明涉及摄像装置所用的用于提供从表观颜色到实际颜色的映射的方法和软件、以及用于使用该映射来对该装置所拍摄到的图像进行颜色校准的方法和软件。

背景技术

在现有示例中，数字照相机使用诸如电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器等的传感器来拍摄图像。这些照相机传感器中的大多数针对该图像中的各位置或像素，仅可以读取各物理位置处的一个颜色，从而将原始数据返回作为来自例如红色、绿色和蓝色(RGB)的特定颜色空间的各通道的值的模式。例如，可以将各R、G和B值表示为0和诸如255等的所定义的最大值之间的数值，并且像素处的RGB值的组合表示特定颜色。

照相机通过参考照相机颜色空间来捕获RGB值。然而，很少发生照相机颜色空间与已知的基准颜色空间完全匹配。因而，在照相机解释为例如R=120、G=110、B=105的“表观颜色”和基准颜色空间中的例如R=100、G=100、B=100的“实际颜色”之间存在差异。因此，需要颜色校准方法来将如照相机所拍摄到的表观颜色映射到基准颜色空间中的实际颜色。这样确保了拍摄相同物体对象的图像的两个不同装置报告了相同的实际颜色值。此外，照明效果能够对所观察到的对象的颜色产生非常显著的影响。由于灯本身的固有物理性质，因此大多数灯不是纯白色的，这就导致测量颜色不同于真实颜色。

例如，通常通过经由适当矩阵对颜色矢量进行相乘并且经由多项式传递各颜色值，作为表观颜色到实际颜色的线性变换和非线性变换的组合来进行颜色映射。

计算这种变换是困难的过程，并且需要大量颜色样本、以及优选需要照相机传感器本身的知识。这种技术难以用在空间制约或时间制约使这种处理无法实行的一些情形中。诸如白平衡校正等的简单颜色校正在存在这些空间制约或时间制约的一些应用中足够了；然而在一些应用中，需要较高精度的映射。

本发明的目的是提供解决现有颜色映射方法的一个或多个限制的摄像装置所用的映射。

以上所包括的背景技术部分的论述是为了解释本发明的上下文。该论述不应被视为是对所引用的任何文献或其它材料被公开、被获知或属于本说明书权利要求书任一项的优先权日的公知常识的一部分的承认。

发明内容

本发明提供一种摄像装置所用的用于提供从表观颜色向着实际颜色的映射的方法，包括以下步骤：

使用所述摄像装置来拍摄具有多个色片的基准比色图的图像，其中各色片具有相关联的基准颜色；

测量所拍摄图像中的所述多个色片的表观颜色；

在圆形色相空间内选择表示不同色相值的多个控制点；以及

确定各控制点的角度偏移，以使得各色片的变换后的表观颜色与基准颜色之间的距离最小，其中所述角度偏移表示色相校正值，

其中，对各控制点的角度偏移的插值提供了所述摄像装置所用的从表观颜色向着实际颜色的映射。

例如，由于在识别细菌类型时使用细菌菌落的颜色、形状和纹理以及固体培养基(诸如琼脂等)的颜色，因此诸如识别固体培养基上生长的微生物生长(例如，细菌菌落)等的微生物评估目的所使用的图像必须精确。因此，在该示例中，本领域技术人员应当理解，图像的颜色接近实际颜色很重要。本领域技术人员还应当理解，关于诸如高端摄影等的其它应用，可以使用针对所拍摄图像的从表观颜色到实际颜色的映射。

可以在例如RGB、YUV、LAB、XYZ的任何颜色空间中测量表观颜色和基准颜色(输入颜色)。向着实际颜色(输出颜色)的映射可以将表观颜色变换到相同的颜色空间，或者可以将表观颜色变换到不同的颜色空间。可以在输入或输出颜色空间中测量变换后的表观颜色和基准颜色之间的距离。

控制点的色相值是指HSV(色相饱和度值)颜色空间中的色相值。HSV空间用作输入空间和输出空间之间的中间态。该颜色空间由椎体来表示，其中绕中心垂直轴的角度对应于色相，相对于该垂直轴的距离对应于饱和度，并且沿着该垂直轴的距离对应于值(明度)。圆形色相空间是指HSV椎体的圆形截面。