[发明专利]一种基于查找表快速生成算法的医用显示设备远程校正方法

摘要

本发明公开了一种基于查找表快速生成算法的医用显示设备远程校正方法，包括以下步骤：(1)利用互联网络通过http协议经加密处理后，实现远程指令发布，根据远程指令内容实现设备商服务器与医院服务器的连接；(2)根据Barten视觉模型和标准灰阶显示函数GSDF之间的关系，获得显示器亮度曲线；对标准化亮度显示的数字驱动等级DDL进行记录，通过查找表快速生成算法生成查找表格；(3)根据所得的查找表，通过标准灰阶显示矫正方法对问题显示器进行远程校正。本发明提高了医用显示设备校正效率，降低了医用显示设备的人工维护成本，有效降低了由于显示器显示不准确所带来的医生误诊，提高了医学数字影像系统的有效性和准确性。

主权项

1.一种基于查找表快速生成算法的医用显示设备远程校正方法，其特征在于，包括以下几个步骤：(1)利用互联网络，通过http协议将设备商服务器发送的指令信号经加密处理后，发送到医院本地服务器以实现远程指令发布，医院本地服务器根据远程指令内容实现设备商服务器与医院服务器的连接，从而使得处在远端的管理员能够对医院的医用显示设备实现远程控制；(2)根据Barten视觉模型和标准灰阶显示函数GSDF之间的关系，获得显示器亮度曲线；并对标准化亮度显示的数字驱动等级DDL进行记录，通过查找表快速生成算法生成查找表格；(3)根据步骤(2)所得的查找表，通过标准灰阶显示矫正方法对问题显示器进行远程校正；步骤(2)中，所述显示器亮度曲线通过以下方法获得：符号j代表人眼可识别的最小可觉差JND级别，采用公式(1)来计算调制闭值S(j)；式中，q₁、q₂、q₃为调制系数，d为瞳孔直径，Lum为目标光照亮度，即光源在同一方向的光强与发光面在该方向上投影表面积之比；是高斯点扩展函数，其中，μ为空间频率，C_sph为球面差，σ₀为σ的参照值，σ是高斯点扩展函数的参数；人眼可识别的每一级亮度均值都是通过上一级的亮度均值计算而来，计算关系如公式(2)所示：通过所述查找表快速生成算法生成查找表格的方法如下：(2‑1)通过获得的显示器亮度曲线，导出数字驱动等级DDL与亮度关系表；(2‑2)获取1023个JND值所一一对应的亮度值，导出最小可觉差JND与亮度关系表；(2‑3)依据最小可觉差JND与亮度关系表，求出每个最小可觉差JND值一一对应三次样条插值基值，同时导出最小可觉差JND对样条基值表JND‑Spline，当JND_index＝n时，其中，JND_index表示JND的序列值变量，n是JND的具体数值；设立中间变量{U(n),1≤n≤1022}，其中，U(n)是构造的中间变量且U(0)＝0，U(1023)＝0，S(1023)＝0，Y(0)＝0，其中，Y(0)是中间变量Y(n)在nB0时的数值，建立调制闭值S(n)数列递推公式，此处公式中的JND(n)代表最小可觉差JND的序列值n：P(n)＝Q(n)*Y(n‑1)+2                        (5)S(n)＝K(n)*S(n‑1)+U(n)                       (9)其中Q(n)，P(n)，Y(n)，K(n)是为了得到调制闭值S(n)数列所构造的中间变量；(2‑4)根据数字驱动等级DDL与亮度关系表查找DDL_min、DDL_max对应的亮度值其中，DDL_min为设定定义范围内DDL的最小值，DDL_max为设定定义范围内DDL的最大值，进而由最小可觉差JND与亮度关系表获得对应的最小可用最小可觉差JND值JND_min，以及对应的最大可用JND值JND_max，Lum_Amb为测量得到的环境光亮度值，在此基础上获得显示对比度系数，计算公式如下：(2‑5)将JND_min到JND_max的Barten视觉模型曲线分成JND_max至JND_min区间，再利用对样条基值表JND‑Spline得到每个区间内三次插值多项式，然后在[JND_max,JND_min]内做2^Pbits次等间隔取样，其中，Pbits为查找表的位宽，运用假设检验中常用的P值方法生成假定值P值对JND值的查找表P‑JND；对于第i个P值所对应的最小可觉差JND序列值确定了区间n，亮度值就可以通过J(i)所在最小可觉差JND值的区间n来求得，也即它的对应亮度值可以通过公式(12)计算出：(2‑6)根据最小可觉差JND与亮度关系表和DDL与亮度关系表找到每一个P值对应的DDL值，从而获得据最小可觉差JND值和亮度查找DDL值的查找表；步骤(3)中，通过标准灰阶显示矫正方法对问题显示器进行远程校正具体包括以下几个步骤：(3‑1)使用亮度计量设备采集得到不同DDL值所对应的亮度值，然后获得需要矫正的医院本地显示器设备的特征曲线，也即是设备亮度随DDL变化而变化的曲线；(3‑2)标准灰阶显示函数GSDF曲线被定义为12bit亮度级别数学插值，每个级别的亮度值都能够根据Barten视觉模型得到；通过Barten视觉模型中的关系计算公式，可以计算出不同的JND级别值所对应的不同亮度值，其所对应亮度如下：上式中，Ln表示取自然对数；j表示人眼可识别的最小可觉差JND级别，取值范围为从1至1023的自然数；a、b、c、d、e、f、g、h、k、m均为公式计算所需的常数；(3‑3)根据JND及DDL所对应的不同亮度值，能够导出JND值和DDL之间的关系，然后以JND值与亮度值呈线性关系为目标进行相互补偿；(3‑4)通过对比调整前后的本地显示器设备特征曲线的相似度来评估调整符合度，其相似度越高，调整符合度就越好；反之则不好，需要继续调整。