使用条形码进行色彩校准的方法和系统

技术领域

本发明涉及数字显示器和图像传感器的色彩校准的领域，以及构造方法并使用这些和软件及处理器来执行该方法并实现该显示器。

背景技术

在操作便携式仪器时，能够将它们连接到外部显示器通常是有用的。便携式仪器可能不具有显示器，或者其内部显示器可能很小或具有有限分辨率。在此类情形中，使用条形码或QR码执行设备之间的配对或者认证或者授权可以是有用的。条形码可以例如示出在较大显示器上，而便携式仪器(能访问图像传感器)可以通过对条形码进行成像来获得必要信息。

普遍所知的条形码是一维条纹码(单向读取)和二维矩阵码。矩阵码通常被称为QR

US8544748和US8879832公开了彩色条形码的使用，其中色彩被用于增加编码密度。条形码包括用于校准该条形码中的色彩的字段，以提高条形码解码的准确度。

发明内容

本发明的目标是提供一种条形码，其中条形码的一个或多个子单元可以用参考色来着色，以便条形码可被用作色彩校准参考。可以执行着色以使得条形码中已经存在的经编码信息不被更改。本发明的示例性实施例以二维条形码来解说，但是本发明也可以使用一维条形码或其他类型的条形码来实现。即使示例性实施例涉及便携式仪器，本发明也适用于具有非便携式仪器的系统。

在一个实施例中，可以提供一种由计算机执行来生成色彩校准LUT(查找表)的方法，使用条形码图像以使图像传感器实现目标行为。所述条形码可包括在条形码的子单元中的经编码数据，并且条形码的至少一个子单元可具有表示色彩空间中的参考色点的色彩点，并且所述图像传感器的目标行为可由目标数字传感器值来定义。该方法可包括以下步骤：

-对于具有参考色点的至少一个子单元中的每一者，接收使用图像传感器采集的条形码的数字图像，该数字图像与接收到的数字传感器值一起存储，

-检索接收到的数字传感器值，

-获得与参考色点相对应的图像传感器的目标数字传感器值，

-针对参考色点计算图像传感器的接收到的数字传感器值与所获得的目标数字传感器值之间的差，

-基于计算得到的差来创建图像传感器的校准LUT，以用于调整色点的数字传感器值。

这具有如下优点：当在经校准显示器上显示具有带参考色点的子单元的条形码时，可以在面向所述显示器的图像传感器上执行色彩校准。因而，色彩在至少一个子单元上是可见的。条形码可同时被用于以常规方式提供经解码信息。

在另一实施例中，可以提供一种由计算机执行来为显示器生成色彩校准LUT的方法，使用条形码图像和经校准图像传感器来使显示器实现目标行为，所述条形码可包括条形码的子单元中的经编码数据，并且其中条形码的至少一个子单元具有色彩空间中的目标色点，并且其中显示设备的目标行为可由该至少一个目标色点来定义。

该方法可包括以下步骤：

-在显示器上显示条形码的图像，条形码图像是以第一数字驱动电平来显示的，

-使用经校准图像传感器来捕获由显示设备显示的条形码图像的数字图像，

-接收所采集的数字图像，该数字图像与数字传感器值一起存储，

对于具有目标色点的至少一个子单元中的每一者，

-使用数字传感器值和经校准传感器配置文件来获得与所述数字传感器值相对应的所采集的色点，

-使用显示配置文件来获得与所采集的色点相对应的数字驱动电平，

-获得该子单元的目标色点，

-获得与目标色点相对应的目标数字驱动电平，

-计算所获得的数字驱动电平和目标数字驱动电平之差，

-创建显示器的校准LUT，用于调整显示器的数字驱动电平以补偿计算得到的差。

这具有如下优点：当在面对经校准图像传感器的显示器上显示彩色条形码时，可以在所述显示器上执行显示器的色彩校准。因而，色彩在至少一个子单元上是可见的。条形码可同时被用于以常规方式提供经解码信息。

作为补充或替换，条形码可被嵌入在图像传感器视野中提供的盖玻中。

这具有如下优点：条形码总是可用，并且色块可与其他校准模式相组合，和/或校准可在无需用户交互的情况下执行。

作为补充或替换，条形码的经编码信息可包括与目标值和条形码中每一色点的位置有关的信息。

一个优点是，当图像传感器不能自动检测色块的颜色时，这一信息提供每一色块的目标值以及在条形码中找到它的位置。

作为补充或替换，条形码的经编码信息可包括与要使用的色彩空间的类型、要使用的色彩图表的类型、其色彩是色点的子单元的位置、DDL或DSV的目标值中的至少一者有关的信息。

作为补充或替换，n个子单元可具有色彩图表的色点的颜色。

这具有如下优点：提供与色彩空间、色彩图表、色点的位置和具有色点的子单元的数量有关的信息。

作为补充或替换，具有相同色彩的多个相邻子单元可被编组在一区域中，或者具有相同色彩的子单元不相邻。例如，该至少一个子单元可具有色彩图表的色点的颜色，使得该子单元携带的经编码信息不受该子单元的色彩的影响。

有利的是，将彼此相邻的相同的色点编组以提高效率，或者如果例如经编码数据的保存需要色彩被进一步分散，则可以将色彩分布或分散在该子单元的不同部分上。

作为补充或替换，条形码的专用位置可被用来提供与条形码的色彩图表相关的元数据或经编码数据，例如以指示提供的是哪一类型的色彩图表。

作为补充或替换，条形码可被提交测试以通过使用条形码解码规则来确认经编码数据是完好的。

这具有如下优点：在向条形码添加色块时，确认条形码的经编码信息保持不变。

作为补充或替换，具有色彩图表的色点的至少一个子单元可包括原色、二次色或三次色中的至少一者。

作为补充或替换，该方法可包括非易失性存储器，其中目标DSV或DDL可从非易失性存储器或条形码中的至少一者获得。

作为补充或替换，该方法可包括用户菜单，其中目标DSV或DDL可从用户菜单中获得。

作为补充或替换，条形码可以是QR码。在本发明的任一实施例中，子单元可具有例如正方形、矩形、三角形、六边形、点、圆、或条的形状。

在本发明的另一实施例中，可提供一种用于向具有初始信息的现有条形码添加与要被用于设备的色彩校准的色彩空间中的色彩图表有关的附加信息的方法和装置。所述方法可包括将条形码的至少一个子单元的色彩改变成色彩图表的色点的步骤，其中色彩改变可以在没有更改条形码的初始信息的情况下执行。另外，可以执行测试以检查条形码是否可以用新色点来着色，而不改变初始条形码的经解码信息。如果经解码信息被更改，则条形码子单元的初始色可被使用。相应地，可提供用于选择具有初始色的子单元的选择器、用于将子单元的初始色改变成色彩图表的新色点的装置、用于检查条形码的初始信息是否完好的装置，如果初始信息完好，则在该子单元上保持新色点，如果初始信息被更改，则恢复该子单元的初始色。

这具有以下优点：提供一种用于向可被初始着色的现有条形码添加色块的方法和装置，使得条形码信息被保留并且条形码还可被用于色彩校准。

作为补充或替换，提供了一种包括向条形码添加经编码信息的步骤的方法，该经编码信息包括与要使用的色彩空间的类型、要使用的色彩图表的类型、其色彩是色点的子单元的位置、DDL或DSV的目标值中的至少一者有关的信息。可提供一种用于向条形码添加经编码信息的装置(诸如，加法器)，该经编码信息包括与要使用的色彩空间的类型、要使用的色彩图表的类型、其色彩是色点的子单元的位置、DDL或DSV的目标值中的至少一者有关的信息。作为补充或替换，阶数为n的初始条形码可被转换成阶数为n+1的条形码。

作为补充或替换，所述方法可适于应用在成像设备上，所述成像设备包括显示器和图像传感器，该方法还包括校准该成像设备的显示器的步骤。作为补充或替换，在本发明的任一实施例中，条形码可以是QR码。

另外，可以提供一种包括用于执行上述方法中的任一者的诸步骤的装置的数据处理系统。

本发明的实施例提供了一种用于生成具有使图像传感器达到目标行为的条形码图像的色彩校准LUT的数据处理系统，所述条形码在该条形码的诸子单元中包括经编码数据，并且其中该条形码的至少一个子单元具有表示色彩空间中的参考色点的色点，并且其中图像传感器的目标行为由目标数字传感器值来定义，

该系统包括：

用于接收使用图像传感器采集的条形码的数字图像的接收器，该数字图像与接收到的数字传感器值一起存储，

对于具有参考色点的至少一个子单元中的每一者，

用于检索接收到的数字传感器值的装置，

用于获得与参考色点相对应的图像传感器的目标数字传感器值的装置，

用于针对参考色点计算图像传感器的接收到的数字传感器值与所获得的目标数字传感器值之间的差的计算器，以及

图像传感器的校准LUT，以及基于计算得到的差来调整色点的数字传感器值的装置。

本发明的实施例提供了一种用于生成用于显示器的色彩校准LUT的数字处理系统，使用用于显示器的条形码图像和经校准图像传感器来实现目标行为，所述条形码包括条形码的子单元中的经编码数据，并且其中条形码的至少一个子单元具有色彩空间中的目标色点，并且其中显示设备的目标行为由该至少一个目标色点来定义，

该系统包括：

显示器，用于在该显示器上显示条形码的图像，条形码图像是以第一数字驱动电平来显示的，

用于使用经校准图像传感器来采集由显示设备显示的条形码图像的数字图像的装置，

用于接收所采集的数字图像的接收器，该数字图像与数字传感器值一起存储，

对于具有目标色点的至少一个子单元中的每一者，

用于使用数字传感器值和经校准传感器配置文件来获得与所述数字传感器值相对应的所采集的色点的装置，

用于使用显示配置文件来获得与所采集的色点相对应的数字驱动电平的装置，

用于获得该子单元的目标色点的装置，

用于获得与目标色点相对应的目标数字驱动电平的装置，

用于计算所获得的数字驱动电平和目标数字驱动电平之差的计算器，以及

用于调整显示器的数字驱动电平以补偿计算得到的差的、用于显示器的校准LUT。

在本发明的任一实施例中，处理引擎可被适配成执行色彩校准LUT的生成。

另外，可提供一种计算机程序产品，当在处理引擎上执行时计算机程序产品可执行上述方法中的任一者的诸步骤。

另外，可提供一种用于存储所述计算机程序产品的非瞬态信号存储介质。

另外，可提供一种包括图像传感器和显示器的成像设备，该显示器显示使用图像传感器采集的图像，所述成像设备还包括用于校准显示器的上述计算机程序产品。另外，成像设备可以是皮肤镜(dermatoscope)。

附图简述

图1a)示出了常规条形码或QR码，图1b)和1c)示出了包括带彩色子单元的条形码的本发明的实施例。

图2示出了包括本发明的系统的实施例。

图3示出了包括获得所采集值和目标值的本发明的实施例的流程图。

图4示出了包括获得用于图像传感器的校准LUT的本发明的实施例的流程图。

图5示出了包括获得所采集值和目标值的本发明的实施例的流程图。

图6示出了包括获得用于显示器的校准LUT的本发明的实施例的流程图。

图7示出包括应用校准LUT的本发明的实施例。

图8示出了包括延伸件的本发明的实施例。

图9示出了包括间隔件设备的本发明的实施例。

图10示出了包括目标色点和实际色点的值的本发明的实施例。

图11示出了包括嵌入在盖玻中的条形码的本发明的实施例的流程图。

定义

“条形码”可被描述为能由机器视觉装置读取和解释的一维或二维图案。一维条形码可由不同粗细并以不同的间距相邻放置的条来表示。此类条形码通常沿一个方向读取。二维条形码可以使用各种形状的子单元来构建，例如正方形、矩形、三角形、六边形、点、圆、条，等等。对于如何创建和解释条形码有若干标准。二维条形码也可以被称为矩阵条形码或QR(快速响应)码。条形码的子单元携带经编码信息或经编码数据，其可以用条形码扫描仪来解码。

例如，QR码包括用于如下各项的标记：

-定位(取向)

-数据矩阵的大小

-QR码版本

-实际数据

-码区域结尾处的外边界。

参见例如http://www.qr-code-generator.com/qr-code-marketing/qr-codes-basics/。

条形码的“子单元”是构成条形码的最小元素。对于QR码，子单元可以是布置在白色背景上的正方形网格中的黑色(或白色)正方形。一般而言，二维条形码的子单元也可具有其他几何形状，例如圆形或三角形。白色和黑色之外的其他颜色也是可能的。

条形码的白色子单元和黑色子单元这两者都可被用来编码数据。因此，不建议用暗色来替换白色子单元，因为这可能会改变经编码数据的值。同样地，应该避免用亮色代替黑色子单元。

条形码的“区域”被定义为包括至少一个子单元的区域。

“图像传感器”是可检测并采集电磁辐射(例如，布置在图像或图案中)的信号并将该信号变换成电信号的传感器。对于涉及条形码的许多应用而言，所引用的是电磁频谱的可见范围。在大多数情形中，图像传感器是数字式的。电磁辐射的信号可以是投射辐射或通过对象传送或者从对象反射的辐射，以从而到达传感器。

图像传感器在采集图像信号时存储(其需要存储器)的电信号可被称为“数字传感器值”DSV。相应地，给到显示器以使显示器呈现图像信号的输入信号可被称为“数字驱动电平”DDL。存在已知方法来将色彩空间的色点变换成DDL或DSV，或反之。(例如，Kimpe等人的“Color standard display function:A proposed extension of DICOM GSDF(色彩标准显示功能：DICOM GSDF的建议扩展)”，Medical Physics，2016年8月4日。)DDL或DSV的底层物理实体可以是亮度(例如，以坎每平方米为单位)，即使DDL或DSV本身不具有单位。

DDL或DSV的不同值与预定义色彩空间中的不同色点相对应。例如，如果色彩空间具有三个维度，则可以将色点表示为每一维度的DDL，例如(DDL维度1、DDL维度2、DDL维度3)。因而，在使用根据本发明的规程之前，应首先执行色彩空间选择，除非已经选择了标准色彩空间或参考色彩空间。对于一些频繁使用的色彩空间(例如，sRGB通常用于显示器)，该系统可以针对色彩空间来预先定制，使得所有规程都适应所选色彩空间。或者，色彩空间的选择可以作为元数据来提供，例如作为经编码信息嵌入在条形码中。

“色域”可以是可由输入/输出设备实现并在不同的色彩空间中呈现不同形状的的色彩集合。例如，显示器的色域可以是其本机RGB空间中的立方体(“本机色域”)，而在5CIELAB色彩空间中是菱形形状，且在CIEXYZ色彩空间中是平行四边形。显示器本机色域可以在特定色彩空间(诸如适合显示器的RGB或sRGB)中表示，或在适合人类视觉的CIELAB或LAB中表示。

由于图像传感器或显示器通常包括全色彩空间(其“色域”)的子集，因此将DSV或DDL“重新分布”到可用色点子集上可能是必要的。这是校准的一部分，其可进一步包括对由于例如显示设备或图像传感器设备的外部或内部温度、非线性等引起的缺陷进行补偿。

“校准目标”描述了设备应如何操作。例如，显示器的目标行为可以通过该显示器应输出为对某些所提供的DDL的目标或所需响应的亮度和色彩来描述。类似地，图像传感器的目标行为可以通过该图像传感器检测为对接收到的具有特定亮度和色彩的光的目标或所需响应的DSV来描述。显示器或图像传感器的校准目标可分别被称为“目标DDL”或“目标DSV”。

“处理单元”可以是电子电路，例如可以对数据集执行操作的中央处理单元。处理单元可包括诸如数字微处理器之类的图像处理器。数字微处理器可包括CPU或GPU，或者可包括一个以上CPU或一个以上GPU或诸如CPU和GPU的组合。处理单元可包括输入和输出，并且可包括存储器。

“成像设备”可以是包括图像传感器的任何类型的设备或仪器，例如，皮肤镜、腹腔镜、内窥镜、显微镜或任何数字媒体设备(例如，可访问嵌入式或外部图像传感器的移动电话、平板、膝上型设备，等等)。图像和光可以穿过成像设备的入射光瞳进入成像设备。

“延伸件”可被置于成像设备或容纳图像传感器的设备的入射光瞳的前方，以延长图像传感器与待调查对象或感兴趣对象之间的距离。延伸件可以在面向操作员的一侧有盖玻。

“间隔件”可被配置成减小图像传感器或容纳图像传感器的设备与待调查对象之间的接触表面。间隔件可以在面向操作员的一侧有盖玻。

“色彩图表”是用于执行设备的色彩校准的对象或图像，包括每一区域具有不同颜色的经着色区域。此类经着色区域可被称为“色彩校准块”或“色块”。在执行色彩校准时，色彩图表可被用作参考。

“元数据”可以是可作为经编码信息被嵌入在条形码中的附加信息。通常，元数据是在条形码的专用区域中提供的。此类元数据可携带与所使用的色彩空间类型、要使用的色彩图表类型、其色是色点的子单元的位置、DDL或DSV的目标值等有关的信息。

“经编码信息”或“经编码数据”是指被编码在条形码中的信息。

详细描述

将关于特定实施例并且参照某些附图来描述本发明，但是本发明不限于此，而仅由权利要求书来限定。所描述的附图仅是示意性的且是非限制性的。

此外，说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三等被用于在类似元素之间进行区分，而不一定用于描述顺序或时间次序。这些术语可在适当情况下互换，并且本发明的各实施例可按不同于本文中所描述或解说的其他顺序操作。此外，说明书和权利要求书中的术语顶部、底部、上方、下方等被用于描述性的目的，而不一定用于描述相对位置。如此使用的这些术语在合适的情况下是可互换的，并且本文中所描述的本发明的各实施例可以以不同于本文中所描述或解说的其他取向操作。权利要求书中所使用的术语“包括”不应被解释为受限于其后列出的装置；它不排除其他元素或步骤。它需要被解释为指定所阐述的如被称为特征、整数、步骤或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤或组件或其分组的存在或添加。因此，措词“一种包括装置A和B的设备”的范围不应当被限定于仅由组件A和B构成的设备。这意味相对于本发明而言，该设备的唯一相关的组件是A和B。类似地，应注意如说明书或权利要求书中所使用的术语“耦合”不应当被解释为仅限于直接连接。因此，措辞“设备A耦合到设备B”的范围不应当被限定于其中设备A的输出直接连接到设备B的输入的设备或系统。这意味着在A的输出和B的输入之间存在路径，该路径可以是包括其它设备或装置的路径。

所描述的设备的元件或部分可包括在介质中被编码的用于执行任何种类的信息处理的逻辑。逻辑可包括被编码在盘或其他计算机可读介质中的软件和/或被编码在专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他处理器或硬件中的指令。

对软件的引用可涵盖用可由处理器直接或间接执行的任何语言的任何类型的程序。

图1a)示出了包括可被包含在图案(诸如12)中的诸子单元(诸如11)的二维条形码1。图1b)示出了本发明的实施例，其中至少一个子单元(诸如，区域13、14和15中的子单元之一)已经被着色，使得一个区域内的所有子单元具有预定义色彩空间(例如，CIELAB、RGB、sRGB、CMYK，等等)中特定色点的颜色。如果条形码10包括n个子单元，则在该条形码中可以表示最多n个不同色点。条形码的经着色子单元可表示带有可用于色彩校准的色块的色彩校准图。图1c)示出了包含本发明实施例的条形码20的一部分，其中具有色彩21(绿色)、22(蓝色)和23(红色)的色块分布在条形码的白色区域中。这将在下面进一步讨论。

在医疗或保健上下文中，用于医疗诊断显示器的色彩校准图可主要具有灰色点和一个或几个彩色点，而用于例如皮肤镜的色彩校准图可主要具有诸色点。如在图1b)中解说的，专用位置16(被圈起)可被用来提供与条形码的色彩图表相关的元数据或经编码数据，例如以指示提供的是哪一类型的色彩图表。

本发明实施例的一个优点是，该系统不需要提供单独的色彩校准图，也不需要由操作员处理。因此，本发明的实施例提供了一种用户友好的系统，用于使相连接的诸显示设备使用相同的色彩校准图，使得图像在不同显示设备上看起来或显现得相同。

另一优点是，可以在该系统执行条形码的常规解码时执行色彩校准。常规条形码信息可被用于例如配对设备，或用于用户的认证/授权等。由于色彩校准可以自动进行，所以操作员无需采取附加操作来执行色彩校准。每次图像传感器对条形码进行成像时，校准都会自动进行并确保校准是最新的。

重要的是，具有色彩空间中的参考色块中的色点的色彩的子单元可以被添加或可被添加到条形码，而不改变由这些子单元所携带的经编码信息。例如，如果将黑色子单元(例如，QR码的黑色正方形)替换为亮灰色级别(或亮色)，则经编码数据可能会改变，因为明度和亮度可能被用于解码。

例如，简单情况是，如果色彩校准块仅包含原色(例如，RGB色彩空间中的RGB色)和二次色(例如，RGB色彩空间中的RGB色的组合)，则白色子单元(或白色背景)中的一些可以被原色和二次色代替，而不干扰黑色或灰色(或已经着色)子单元中的初始经编码信息。由于色彩空间的原色和二次色的色点在色彩空间中彼此相距很远，所以大多数图像处理器将能够区分和标识所显示的原色或二次色，而无需附加辅助。黑色和白色在色彩空间中以相似的方式彼此分开，同样的原理也可以适用。因而，图像处理器将仍然能够识别原始或初始条形码图案。

因而，本发明还提供了一种用于向具有初始信息的现有条形码添加与要用于设备的色彩校准的色彩空间中的色彩图表有关的附加信息的独立或从属的装置或方法，所述方法包括将条形码的至少一个子单元的色彩改变成色彩图表的色点，其中色彩改变是在不更改条形码的初始信息的情况下进行的。可以提供用于添加(例如，通过加法器)与要用于设备的色彩校准的色彩空间中的色彩图表有关的附加信息的装置，所述用于添加的装置被适配成将条形码的至少一个子单元的色彩改变成色彩图表的色点，其中色彩改变是在不更改条形码的初始信息的情况下执行的。

对于应用具有更高阶色点(即，三次色)的色彩图表，可能有必要将色块分布在不同位置处的条形码子单元上，以便不更改已经编码的信息。如果条形码的子单元已经以彩阶或灰度级(其可被用于解码目的)进行了着色，则也可以使用这一分布方法。结果可以是，对于如在图1c)中针对例如绿色21、蓝色22和红色23的色块示出的，特定色点可被应用于位于条形码中任意位置处的子单元。

可以执行测试来检查映射是否使初始经编码信息完好。只有在初始经编码信息未更改的情况下才允许映射。常规条形码解码规则(例如，参见Joonu Ryu的“TheModernization of the QR Code through Color and Brightness Level(通过色彩和亮度级来实现QR码的现代化)”)可被用于评估映射的批准。

在结果是没有足够的可用子单元来容纳所有色块的情形中，可以用更高维的条形码代替该条形码，例如在飞行中。例如，小的黑白条形码可以由彩色条形码或多灰度级条形码所替代。这将在条形码中提供增加数目的可能位置，以便在不更改初始经编码信息的情况下放置特定色彩校准块。

条形码的解码可取决于诸变量，例如条形码中存在的用于编码目的的色点或灰度级的数目，或每一条形码子单元的像素数。这些变量可以确定例如条形码的可读性、每一打印区域的数据容量以及经编码信息的量。因此，这些变量的值可被更改，以增加在子单元上分配用于色彩校准的色彩的可能方法。

在处置原色或二次色(即，黑色或白色)时，在大多数情况下，图像处理器可以内在地标识色点。对于较高阶色点，可能有必要提供元数据(例如，作为经编码信息嵌入在条形码中，如图1b)中附图标记16所示的位置)，该元数据携带与条形码中具有该较高阶色点的专用子单元的位置有关的信息)。如果图像处理器能够标识色点，但是具有这些色点的子单元分散在条形码上，如图1c)所示，则提供来携带与它们在条形码中的位置有关的信息的此类元数据也可能更高效。可以在查找表(LUT)中存储由子单元的色点值和条形码中的对应位置(例如，坐标)组成的对的列表。

图2示出本发明实施例的系统30，所述系统30包括具有可访问内部或外部处理单元36的图像传感器32的成像设备31。处理单元36可包括图像处理器。处理单元36可包括一个或多个CPU和/或一个或多个GPU或它们的组合。条形码10可以例如经由HTML页面在显示器33上输出。条形码10包括用于显示器的唯一标识符，并且显示器可以经由第一网络35连接到计算机服务器34。计算机服务器34和/或处理单元36可以位于本地网络(例如，在建筑物或校园内)或“在云中”(在世界上的任何地方)上。或者，处理单元36和计算机服务器34可以通过第二网络37(其可以是适于成像设备的任何网络，例如，LAN、WLAN、3G、4G，等等)连接到云服务器38。

由于成像设备31可具有小型显示器，所以操作员可能想要在较大显示器33上显示由图像设备31采集的图像。成像设备31可以通过使图像传感器32对条形码10进行成像并对其进行解码来连接到显示器33。条形码10可包括成像设备31连接到显示器所需的经编码信息。根据本发明，条形码10的子单元可被着色，并且色彩校准可在连接显示器33和成像设备31之时或之后执行。

数字驱动电平(DDL)是提供给显示器以驱动诸显示器像素的信号，而数字传感器值(DSV)是作为图像传感器接收光的结果而从图像传感器接收到的信号。“目标”DDL可被提供给显示器以使其呈现色彩，在理想情况下，这些DDL将提供所预期的色彩。由于环境影响、漂移等，目标DDL可能不会产生预期色点，并且校准是必需的。同样地，对于图像传感器，如果向图像传感器示出了某一色彩，则预期它接收到“目标”DSV。显示器或图像传感器可通过分别调整DDL或DSV来被校准。

在本发明的一个实施例中，图2的显示器33已经被校准，并且条形码10的色块可被用来校准成像设备31的图像传感器。或者另选地，在图像传感器32已经被校准的情况下，条形码10的色块可被用来校准显示器33。

图10示出了表示作为未校准显示设备的DDL值112和理想值或目标值集111的函数的色点值的图。为了生成色点Col2，目标曲线111示出了应当应用DDL1。目标曲线111可以被预先知晓。然而，由于显示器未被校准，所以它将根据曲线112执行，使得DDL1将给出Col1。因而，为获得Col2，需要应用DDL2。可以创建并应用具有DDL1和DDL2的差异的查找表，以便当向显示器给予DDL1时，该系统可以在LUT中添加值，以使得显示器可以输出Col 2。可以通过针对所有(或接近所有)DDL测量色彩空间中每一维度的输出亮度来获得值112。如果色彩空间有n个维度，则图10中的图将被扩展为具有n个轴，并且色点将由每一轴的值来表示。同样的推理对于由图像传感器提供的DSV也是有效的。

图3示出了本发明的实施例的流程图150，包括一种用于通过使用在预定义色彩空间或标准色彩空间中被校准的显示器来校准图像传感器的方法。流程图150包括用于获得与同一色点相关的所采集值和目标值的两条路径151和152。两条路径151和152提供用于获得与同一色点相关的所采集值和目标值的装置。最后，可以在步骤157中比较这两条路径的输出结果。获得所采集值的步骤151可包括具有条形码153，所述条形码153包括具有优选地存在于要在路径152中使用的参考目标色点中的色点的子单元154。诸如照相机155之类的数字传感器可采集子单元154的图像，并且相应的(所采集的)数字传感器值156可被提取并以RGB表示。同样，如果记录的模拟电平被转换成数字传感器值，则可以使用模拟传感器。这些所采集的数字传感器值161可被发送到处理单元以供稍后在步骤157中进行比较。采集目标值158的步骤可包括处理单元访问子单元154的参考色点的目标(理想)值，例如在LAB坐标中。图像传感器具有可将坐标转换成RGB值的色域(步骤159)。在步骤160中，目标RGB值可被转换成目标数字传感器值。在步骤157中，所采集的数字传感器值161可与目标数字传感器值164相比较，并且差值可被存储在校准查找表(LUT)167中。该过程可针对具有不同色点的n个子单元重复，从而得到针对每一色点的差值，例如(161-164)用于色点1、(162-165)用于色点2、……、(163-166)用于色点n。例如，n可以是四，包括值红色、绿色、蓝色和灰色。

图4示出了包括图像传感器的校准的本发明实施例的替换流程图40。图像传感器可采集在经校准显示器上输出的条形码的图像(步骤41)。根据本发明的实施例，条形码子单元中的一者或多者可包括(例如，预定义色彩空间或标准色彩空间的)一个或多个色彩校准块。图像传感器可接收该一个或多个色彩校准块的色点，例如作为亮度值，并将诸亮度值映射到数字传感器值(步骤42)。图像传感器可将所采集的条形码图像和数字传感器值发送到图像处理器(步骤43)。图像处理器接收所采集的条形码图像和一个或多个数字传感器值，图像处理器为此具有接收器。可任选地，内插可被用来增加所采集的数字传感器值的点的数目。图像处理器可对经编码数据进行解码，并将接收到的条形码图像的数字传感器值映射到色彩空间的色点(步骤44)。图像处理器可以例如经由接收器接收图像传感器的对应色点的目标数字传感器值(步骤45)，例如作为嵌入在条形码中的元数据或来自非易失性存储器。图像处理器可以针对色点选集或所有色点计算目标数字传感器值和所采集的数字传感器值之差，并将结果存储在例如LUT中(步骤46)。图像处理器或另一处理器可以提供计算器，例如配备有用于计算器的软件，当在图像处理器或另一处理器上执行时该提供计算器的软件计算诸差。

图5示出了本发明的另一实施例的流程图170，其中图像传感器在预定义或标准色彩空间中被校准。在这一实施例中，条形码可被用来使用经校准图像传感器校准显示设备。流程图170包括获得与同一色点相关的所采集值和目标值的两条路径171和172。最后，可在步骤179中比较这两条路径的输出结果。路径171包括具有子单元173的条形码(未示出)，其具有优选地存在于要在路径172中使用的参考目标色点中的色点。诸如照相机174之类的数字传感器可采集子单元173的图像，并且相应的(所采集的)一个或多个数字传感器值156可被提取并以RGB坐标来表示，步骤175。RGB值现在可被转换成LAB值(步骤176)。在步骤177中，这些(DSV)LAB值可被映射到显示配置文件的LAB值(预先已知或用经校准图像传感器来采集)。输出结果现在可被转换回RGB值以获得所采集的未校准显示设备的RGB值，并被进一步转换成(所采集的)数字驱动电平(步骤178)。在路径172中，获得子单元173的色点的目标值180的步骤可包括处理单元访问的子单元173的参考色点的目标(理想)值，例如以LAB坐标表示。显示配置文件(其是已知的(或可被采集))可被转换成RGB值(步骤181)。在步骤182中，目标RGB值可被转换成目标数字驱动电平。在步骤179中，所采集的数字驱动电平184可与目标数字驱动电平187相比较，并且差值(184-187)可被存储在校准查找表(LUT)183中。

该过程可针对具有不同色点的n个子单元重复，从而得到针对每一色点的差值，例如(184-187)用于色点1、(185-188)用于色点2、……、(186-189)用于色点n。例如，n可以是四，包括值红色、绿色、蓝色和灰色。

确立目标色点值和所采集的色点值之间的关系是本领域已知的。例如，用于显示器的亮度值(或用于图像传感器的数字传感器值)的目标数字驱动电平与可用色点之间的关系可以是因设备而异的并且预先已知的(参见图10中的曲线111)。这可称为“显示配置文件”。显示器的亮度和色彩行为可由三色刺激(tristimulus)特征矩阵M来描述，即M包括创建色点所需的每一原色的亮度量。物理单位可以是cd/m

图6示出了包括显示设备的校准的本发明实施例的替换流程图50。在步骤51中，可通过(经校准)图像处理器创建未校准显示设备的多个DDL及其对应亮度值的“配置文件”查找表，或者它可以由图像处理器从易失性存储器中检索。DDL和LUT之间的关系可由图像传感器的内部处理器或外部处理器创建。(图10解说了DDL和色点(例如亮度)之间的关系的示例)。在一个实施例中，可以在查找表中提供所有DDL及其对应的亮度值。在本发明的另一实施例中，可提供DDL选集(例如，相等地间隔开)及其对应亮度值。优选地，查找表中的亮度值可与由图像传感器读取的条形码图像的色点的亮度值相对应或几乎相对应。内插随后可被用来增加点的数目。

在步骤52中，未校准显示器可以使用未校准的DDL显示具有根据本发明的一个或多个色彩校准块的子单元的条形码的图像。图像传感器可采集条形码的图像。图像传感器可接收包括色彩校准块的色点的图像，例如作为所采集的亮度值。图像传感器可将所采集的亮度值映射到所采集的数字传感器值(步骤53)。图像传感器可将所采集的条形码图像和所采集的数字传感器值发送到图像处理器(步骤54)。图像处理器接收所采集的条形码图像和一个或多个数字传感器值，图像处理器为此具有接收器。可任选地，内插可被用来增加所采集的数字传感器值的点的数目。在步骤55中，图像处理器可例如经由接收器接收用于显示器的、条形码中对应色点的目标数字驱动电平(参见图10中的曲线111)，例如作为嵌入在条形码中的元数据或来自非易失性存储器。图像处理器可以针对所有色点计算目标数字传感器值和所采集的数字传感器值之差，并将结果存储在例如LUT中(步骤56)。图像处理器可以针对色点选集或所有色点计算目标数字传感器值和所采集的数字传感器值之差，并将结果存储在例如LUT中(步骤56)。图像处理器或另一处理器可以提供计算器，例如配备有用于计算器的软件，当在图像处理器或另一处理器上执行时该提供计算器的软件计算诸差。

参考图10，本发明的替换方法实施例可以是改变输入到显示器的DDL，并使用经校准图像传感器来测量亮度输出，直到图像传感器报告Col2。

目标DDL或DSV可经由条形码作为嵌入式元数据(例如，在图1b)的专用区域16中)提供给图像处理器。LUT可以是1D(维度)、2D、3D或甚至更高维(在多光谱图像传感器的情况下)。目标DDL或DSV也可以通过其他手段(例如，通过文件)提供给图像处理器，因为在采集条形码图像之前，DDL或DSV的这些目标值已经可用。

图7示出了包括校准LUT的应用的本发明的实施例的流程图200。对于未校准图像传感器：图像传感器(或即相机)201采集对象202的图像203。图像可作为具有特定分辨率的数字传感器值(例如，具有1280x 1024像素)被存储在图像传感器(或即相机)中。每一像素可具有RGB值，其可以用图像传感器校准LUT 204的对应校正值来校正，并且结果是以经校准的数字传感器值205来表示的图像。

以针对显示图像(未示出)的未校准显示器的类似方式，显示器校准LUT可被应用于诸显示器像素以校正由显示器用来显示该图像的数字驱动电平。

在图像已经使用LUT被校正时，该图像可被发送给例如图像库以供存储或者发送给另一显示器。如果图像被发送给另一显示器，则它可以用那一显示器的校准LUT来被再次校正。

图8示出包括仪器60(例如，皮肤镜)的本发明的另一实施例，其具有外壳61、图像传感器62、透镜63、光源64、包括盖玻66的延伸件65。条形码67可被嵌入在延伸件65的盖玻66中。以此方式，色彩校准图案可以与其他类型的校准图案相组合(例如，用于校准深度或分辨率)。此外，嵌入在盖玻中的校准图案始终可用，并且每当在合适时使得可能重新校准传感器，例如在诸成像会话之间。一旦操作者更换延审件，仪器就可自动进行色彩校准。原则上，条形码67可被直接置于仪器60的内部盖玻上，而无需使用任何延伸件。

可选地或另外地，仪器60可连接到外部和/或内部显示器(此处未示出)。如果仪器具有内部显示器，则不必在这一外部显示器上显示图像。在一些情形中，所采集的图像可直接发送到例如图像库而不需要进一步修改。但如果图像应当被输出在仪器内部显示器上，则可能有必要校准这一显示器。图像处理器可以从外部显示器或从盖玻采集例如嵌入在条形码中的校准图案，并将所采集的数字传感器值重新映射到所采集的亮度值。随后可如上所述执行显示器的校准。

在一些应用中，优选的是将成像设备与待调查样品表面之间的相互作用最小化。例如，如果样品是生物活体组织，例如皮肤镜被压到其表面上，则压力将推开测量区域处的血液。本发明的一个实施例通过使用间隔件来使样品和仪器之间的接触面积最小化。

图9示出了具有沿光轴71查看的图像传感器并被配置成采集样本表面72的图像的成像设备70。在成像设备和样品表面72之间提供具有限定高度的间隔件73。间隔件73可具有支撑，例如支腿74、75和76，其可以搁置或斜靠在待调查样品表面72上，主要位于相机视野77之外。支撑结构或支腿包括上部78，其可包括透明材料79，例如玻璃。条形码80可被嵌入在支撑结构内，例如它可被嵌入在透明材料中并且定位成使得成像设备70的图像传感器能够读取条形码80，而不会阻碍感兴趣的区域。

图11示出了本发明的实施例，其包括当图像传感器与具有嵌入条形码的盖玻相关联时校准图像传感器的方法90，如在图8或9中所示。图像传感器采集嵌入在盖玻中的条形码的图像(步骤91)。根据本发明，条形码子单元包括如上所述的色彩校准块。条形码中色块的色彩已被校准并且可被用作参考。图像传感器接收色彩校准块的色点，例如作为亮度值，并将诸亮度值映射到数字传感器值(步骤92)。图像传感器可将所采集的条形码图像和数字传感器值发送到图像处理器(步骤93)。图像处理器接收所采集的条形码图像和一个或多个数字传感器值，图像处理器为此具有接收器。图像处理器对经编码数据进行解码，并将所采集的图像的数字传感器值映射到预定义色彩空间的色点(步骤94)。图像处理器从条形码作为经编码信息或从外部源(例如经由接收器)接收用于显示器的对应色点的目标数字传感器值(步骤95)，因为这些目标值在采集条形码图像之前已经可用。图像处理器计算目标数字传感器值与所采集的数字传感器值之间的差，并将结果存储在LUT中(步骤96)。图像处理器或另一处理器可以提供计算器，诸如配备有用于计算器的软件，当在图像处理器或另一处理器上执行时该软件计算诸差。这完成校准规程。当校准完成时，图形处理器可采集图像，并且图像处理器可通过使用来自校准的LUT来调整数字传感器值，如在图7中描述的。

根据本发明的另一实施例，软件可被实现为计算机程序产品，该计算机程序产品已被编译供处理引擎执行本发明的任何方法，或者被编译以在解释性虚拟机(诸如Java