[发明专利]确定色彩值的装置和方法、数字相机、应用和计算机设备

说明书

本发明涉及确定色彩值的装置和方法、数字相机、应用和计算机设备。用于确定比色图表的借助数字相机的图像传感器拍摄的图像的关于在不均匀亮度下的拍摄进行修正的色彩值的装置包括：提供图像的像素的色彩值的装置，色彩值与比色图表的多个色域在图像中的成像对应；和利用模型从色彩值中确定经修正的色彩值的装置，模型将色彩值的因在不均匀亮度下的拍摄造成的误差作为地点相关的二维亮度分布建模，其中确定经修正的色彩值包括对色彩值进行对数变换，并且模型对于全部经对数变换的色彩值分别提供偏差值，偏差值对于与同一色域的成像对应的像素分别是相同的，并提供加性亮度分布的位置相关的值，亮度分布叠加给多个色域并通过函数近似。

技术领域

本发明涉及一种用于确定比色图表的图像的色彩值的装置，所述图像借助数字相机的图像传感器拍摄，所述色彩值关于在不均匀亮度下的拍摄进行修正。此外，本发明还涉及一种相应的方法，借助于根据本发明的方法确定的经修正的色彩值的应用，用于确定对借助图像传感器拍摄的图像进行白平衡的白平衡参数和/或用于确定对借助图像传感器拍摄的图像进行色彩校正的色彩校正参数，以及一种计算机设备和一种计算机程序产品。最后，本发明涉及一种数字相机，所述数字相机包括根据本发明的装置。

背景技术

在工业领域中，如例如在质量控制中，和在同类应用领域中，例如在医药技术中，存在数字相机的大量不同的应用。在选择适合的相机时，除了诸如图像分辨率、图像传输速率、动态范围等参数之外，显色度和色彩逼真度也具有重要意义。借此最终表示，相机能够尽可能忠于原状地描绘场景的彩色印象。在生产相机时或者为了现场匹配于特定的照明情况，这例如能够通过如下方式实现：分析具有已知色彩的场景的借助相机拍摄的的图像，并且在相机的计算单元中修正由相机的图像传感器测量的色彩，使得所述色彩尽可能好地、例如在均方差的意义上对应于场景的已知的色彩。对此，通常使用所谓的比色图表，即已知的麦克贝斯色卡或更新的爱色丽色卡Digital SG。

如在图1中示出的那样，麦克贝斯色卡是平面的比色图表或彩色图标，其具有四(竖直)x六(水平)个正方形色域，所述色域设置成矩形。最下方的六个色域是非彩色的并且形成白色至黑色的相同的亮度标度。其他六个色域包括典型的化学摄影法的基本色，即红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)、青色(C)、品红(M)和黄色(Y)。其余的十二个色域包括中等亮度和中等暗度的人类皮肤、蓝色天空、树叶的绿色的近似等。麦克贝斯色卡的24个色域的色彩或亮度值(在下文中也称作为“参考色彩值”)是非常精确确定的，并从而提供用于高品质的色彩校正的前提条件(也参见Pascale D.的“RGB Coordinates of the MacbethColorChecke”，2006年六月)。

然而问题在于，色彩的显示也与照明有关，并且甚至在实验室条件下，照明的亮度和/或色彩很少是均匀的，并因此会出现比色图表之内的变化，所述变化干扰色彩校正的计算。

照明对色彩校正的影响能够通过如下方式避免或至少减小：除了拍摄比色图表之外，还借助相机拍摄白色参考卡的图像。在此，将关于照明和相机的设定、定位和定向的条件保持不变，并且将白色参考卡放置在与之前的比色图表相同的部位处。(当然也能够首先拍摄白色参考卡的图像，并且随后拍摄比色图表的图像。)于是能够确定在白色参考卡之内的亮度和/或色彩变化，并且比色图表的拍摄的色彩值能够相应地进行亮度修正。这例如能够针对比色图表的每个色域关于色域的全部像素平均地进行。在所述过程中，尤其如下事实是有帮助的：比色图表和白色参考卡放置在同一部位上，使得出自比色图表的拍摄的图像的色域的位置能够直接用到白色参考卡的拍摄的图像中。确定比色图表图像中的测量场位置本身能够手动进行，例如经由相应的接口进行，用户借助所述接口例如能够手动地标记图像的正方形的局部。优选地，色域但是也被自动地或至少半自动地探测，对此在文献中存在一系列方式(例如参见EP 2 940 626 A2，US9,064,314 B2或A.Minagawa等的“A colorchart detection method for automatic color correction”，21st InternationalConference on Pattern Recognition，11-15，2012年11月，筑波，日本)。