排除成像环境导致色差及检验成像环境稳定度的方法

摘要

本发明公开了一种排除成像环境导致色差及检验成像环境稳定度的方法，建立一种检验环境因子与人为因素所产生误差的方法，该方法包括图像撷取范围设定、图像撷取、色彩空间转换、计算平均色彩长度值、计算评比值X及判定变异数的影响程度，借由特定的测量距离与角度，排除环境因子与人为因素影响而产生的色差；本发明方法可在相同的待测物与成像环境下，将拍摄时环境因子与人为因素造成的色彩差异程度呈现出来，以判定此成像环境的稳定度是否符合要求。

说明书

技术领域

本发明为一种提升成像环境稳定度的方法，尤指一种可排除成像环境各种 因子导致色差的方法。

背景技术

二十一世纪影像诊断医学的发展，在于高分辨率的影像诊断技术、高速影 像传递技术以及更便民与环保的医疗环境，不仅有数字化X光摄影取代传统的 X光摄影，以增进影像质量并减少病人的辐射剂量，高分辨率彩色数字影像撷 取技术于应用医学占有相当重要的地位，尤其是中医舌诊仪是利用现代化科技 的高分辨率彩色数字相机拍摄病人的舌头颜色，得到的数字数据可以利用计算 机影像处理技术，修改其色彩对比范围或利用不同的运算方式增强原始影像， 以提供医师精确的影像检视模式，医师只需要在终端机前输入病人的数据如病 历号码，便可立即根据该检查影像作出诊断，如此将可减少病人等候时间，以 增进工作效率及降低人力成本。

但利用数字影像装置撷取图像时，可能存在着测量仪器本身、人为因素或 其它环境因素产生的误差，例如同一操作人员在相同地点于相同样本进行重复 图像撷取时，此重复性动作仍会产生数值上的变异，此变异即为测量工具本身 于测量时所造成的变异；而不同操作人员在相同地方测量相同样本时，所得的 测量变异为人为因素所造成的变异，或于影像撷取时受到其它环境因素如光线 的色相、明度与彩度的变异，以上均会产生色差而导致误判。

因此，上述问题，将是在此领域技术的人所要解决的困难所在。

发明内容

有鉴于上述先前技术所述的不足，本发明的主要目的在于提供一种排除成 像环境导致色差以及检验成像环境稳定度的方法，可检验并排除成像环境导致 色差的因子。

为达到上述目的，本发明提供一种排除成像环境导致色差的方法，其能够 排除环境因子或人为因素所产生的误差，其方法步骤为：

(1)图像撷取范围设定，影像撷取装置按照待测物上设立的两个以上定位 点，校准该装置与待测物的拍摄距离与角度；

(2)图像撷取，是利用影像撷取装置撷取固定待测物的图像视界范围以得 到该像素RGB值，并且于待测物上相同部位重复进行撷取图像的动作，以得到 两组以上相同位置的像素RGB值；

(3)色彩空间转换，将该图像的两组以上相同位置的像素RGB值均由一 组色彩转换公式转换成Lab色彩空间；

(4)计算平均色彩长度值，利用一公式求每一位置的色彩长度值，其公式 如下所示：

再将每一位置的ΔE相加求得代 表该图像的平均色彩长度值其必须≤4，其为可接受的平均色彩长 度值范围；

(5)计算评比值X，该计算公式为：

其中σ²＝σ1²+σ2²

其中σ²为总变异数、σ1²为环境因子产生的变异数、σ2²为人为误差产生 的变异数，A为良率控制常数，其值介于1至7之间，X值愈大表示环境因子 与人为误差所产生的影响愈大；

(6)判定变异数的影响程度，评比值X小于或等于10％时，在此条件下 可排除环境因子或人为因素所产生的误差，若评比值X大于10％，则必须重新 进行图像撷取范围设定。

本发明还提供一种检验成像环境稳定度的方法，其方法步骤为：

(1)图像数值撷取，是利用影像撷取装置撷取固定待测对象的图像以得到 其像素RGB值，并于待测对象上相同部位重复进行撷取图像的动作，以得到两 组以上相同位置的像素RGB值；

(2)色彩空间转换，将该图像的两组以上相同位置的像素RGB值均由一 组色彩转换公式转换成Lab色彩空间；

(3)计算平均色彩长度值，利用一公式求每一位置的色彩长度值，其公式 如下所示：

再将每一位置的色彩长度 值ΔE相加求得代表该图像的平均色彩长度值其平均色彩 长度值为可接受的范围；

(4)计算评比值X，该计算公式为：

其中，σ²＝σ1²+σ2²

其中σ²为总变异数、σ1²为环境因子产生的变异数、σ2²为人为误差产生 的变异数，A为良率控制常数，其值介于1至7间，X值若愈大表示环境因子 与人为误差所产生的影响愈大。

其中影像撷取装置为照相机、ccd摄影机或网络视讯装置。

由于影像撷取装置在撷取图像时，受到环境因子与人为因素影响会产生色 差，该环境因子可能包括影像撷取装置本身的变异、外来光线的色相、明度与 彩度、待测对象与影像撷取装置的距离与角度，而人为因素可能包括操作人员 在测量时产生的变异、对焦、手震等现象，借由本发明的方法可根据评比值X 的大小来判断环境因素或人为因素对影像所产生的误差程度，进而排除拍摄时 因环境因子与人为因素的变异，得到与原对象色彩相近的影像。

附图说明

图1为本发明排除成像环境导致色差及检验成像环境稳定度的方法的流程 图一；

图2为本发明排除成像环境导致色差及检验成像环境稳定度的方法的流程 图二。

附图标记说明

A1～A6：流程图    S1～S4：流程图

具体实施方式

为了达到上述目的及功效，现搭配附图，并举一较佳实施例，以便在此领 域中具通常知识的人能够就各项目的据以实施。

首先，请参阅图1与图2，其为本发明排除成像环境导致色差及检验成像 环境稳定度的方法的流程图，图中清楚指出一种排除成像环境导致色差以及检 验成像环境稳定度的方法，以控制成像环境与人为因素所产生的误差，其方法 步骤为：

(1)图像撷取范围设定，影像撷取装置可按照待测物上设立的两个以上定 位点，校准该装置与待测物的拍摄距离与角度；

(2)图像数值撷取，是利用一高分辨率彩色数字影像照相机、ccd (Charge-coupled Device，电荷耦合元件)摄影机或网络视讯装置撷取待测物的 图像，以得到该图像的像素RGB(红绿蓝)值，并且在待测物上相同部位重复 撷取图像，以得到两组以上相同位置的像素RGB值；

(3)色彩空间转换，将该图像的两组以上相同位置的像素RGB值均由一 组色彩转换公式转换成Lab色彩空间(用三个互相垂直的坐标轴来表示一个色 彩空间，L轴表示明度，a轴是红-绿色轴，b轴是黄-蓝色轴)，该组公式包括将 像素RGB值转换为XYZ值，XYZ值转换成f_x，f_y，f_z后再转换为Lab色彩空 间，其色彩转换公式如下：

(a)先将像素RGB值转换为XYZ值，像素RGB值按照下列不同比例的 参数分别计算出XYZ值：

X＝0.490R+0.310G+0.200B，Y＝0.177R+0.812G+0.011B，

Z＝0.010G+0.990B；

(b)XYZ值转换成Lab色彩空间，其方法如下：

(b-1)求得x_r y_r z_r，首先设定一参考白色数值为(X_r Y_r Z_r)，再将步 骤(a)计算的XYZ值代入下列公式，

$x_r=\frac{X}{X_r},$$y_r=\frac{Y}{Y_r},$$Z_r=\frac{Z}{Z_r},$

使其(X，Y，Z)可转换为(x_r y_r z_r)；

(b-2)求得f_x，f_y，f_z，将上述(x_r y_r z_r)按条件代入下列公式以 产生(f_x，f_y，f_z)

$f_x=\left(\begin{array}{ccc}\sqrt[3]{x_r}& x_r>0.00886& \\ \frac{{\mathrm{kx}}_r+16}{116}& x_r\le 0.00886& k=903.3\end{array}\right)$

$f_y=\left(\begin{array}{ccc}\sqrt[3]{y_r}& y_r>0.00886& \\ \frac{{\mathrm{ky}}_r+16}{116}& y_r\le 0.00886& k=903.3\end{array}\right)$

$f_z=\left(\begin{array}{ccc}\sqrt[3]{z_r}& z_r>0.00886& \\ \frac{{\mathrm{kz}}_r+16}{116}& z_r\le 0.00886& k=903.3\end{array}\right)$

(b-3)求得(L，a，b)值，最后再将(f_x，f_y，f_z)借由下列公式转化成 (L，a，b)值

L＝116f_y-16，a＝500(f_x-f_y)，b＝200(f_y-f_z)

通过上述的公式可将每组XYZ值转换成数值(L，a，b)；

(4)计算平均色彩长度值，利用一公式求相同测量点的色彩长度，其公式 如下所示：

其(L₀，a₀，b₀)

为一参考值，(L，a，b)为其它测量值，再将不同位置的色彩长度ΔE相加 求得平均色彩长度值以代表该图像，其平均色彩长度值必须≤4，其 为可接受的范围；

(5)计算评比值X，该计算公式为：

其中，σ²＝σ1²+σ2²

其中σ²为总变异数、σ1²为环境因子产生的变异数、σ2²为人为误差产生 的变异数，A为良率控制常数，其值介于1至7之间，X值若愈大表示环境因 子与人为误差所产生的影响愈大；

(6)判定变异数的影响程度，评比值X小于或等于10％时，在此条件下 可排除环境因子或人为因素所产生的误差，若评比值X大于10％，则必须重新 进行图像撷取范围设定。

一种检验成像环境稳定度的方法实际操作如下，选定10个样本，并随机指 派3个测量人员进行测量，将每人测量100次后其结果经计算机计算后平均色 彩长度值填入事先设计好的表格以3个操作员每人以每6秒一次的频率且在10 分钟内撷取图像，以快门线或计算机控制拍摄，经计算ANOVA(方差分析) 分析表如表一之所示。

表一

ANOVA分析表

n(样本数)＝10，p(操作人员数)＝3，k(重复次数)＝10，

${{\sigma }_1}^2={\sigma }_R^2={\mathrm{MS}}_R=0.001992;$

${{\sigma }_2}^2={\sigma }_o^2=({\mathrm{MS}}_O-{\mathrm{MS}}_{\mathrm{PO}})/n\times k=0.009876;$

σ²＝σ₁²+σ₂²＝0.011868；

A系数设为5.15的规格下(即不良率在1％以下)代入公式计算以求得评 比值X；

$X=\frac{5.15\sigma }{4}\times 100\%=14.02576\%.$

一种排除成像环境导致色差的方法，是采用上述步骤并通过公式计算评比 值X，当评比值X小于或等于10％时，在此条件下可排除成像环境或人为因素 所产生的误差，若评比值X大于10％，则必须重新进行图像撷取范围设定；本 实施例经公式计算评比值X＝14.02576％＞10％，故必须回到步骤一，重新进行 图像撷取范围设定，直到评比值X小于10％为止，以排除成像环境所产生色差 的相关参数设定。

本实施例所述的待测物，为一表面涂上固定颜色以及标记的立体假体，其 特征在于使用一种排除成像环境导致色差以及检验成像环境稳定度的方法针对 该立体假体进行一系列重复取像用以分析成像环境的稳定度。

综合上述，以上为本发明的其中一个较佳实施例，并非用以局限本发明的 保护范围，本发明的保护范围仍应以前述权利要求的范围所定义为准。