[发明专利]用于成像设备的颜色校准的方法和系统

说明书

一种用于表征数字彩色相机的方法包括：对于在场序彩色虚拟图像中使用的三原色中的每个原色，使用RGB值和颜色测量值确定用于每个颜色的转换模型。对于每个原色，该方法包括：使用具有表示可穿戴设备中的虚拟图像中的光束的光谱特性的原色的输入光束来照射显示设备。该方法包括：用数字彩色相机捕获显示设备的图像，并根据该图像确定每个原色的RGB值。该方法包括：用颜色测量设备捕获与在显示设备处的每个对应的原色相关联的颜色测量值，从而获取绝对颜色空间中的颜色测量值。使用RGB值和颜色测量值来确定用于每个颜色的转换模型。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年7月24日提交的题为“用于成像设备的颜色校准的方法和系统”的美国临时专利申请No.62/702,809的优先权的权益，其内容通过引用全部合并于此。

背景技术

现代计算和显示技术已经促进了用于所谓“虚拟现实”或“增强现实”体验的系统的开发，其中，数字再现的图像或其部分以看起来是真实或者可被认为是真实的方式被呈现给观看者。虚拟现实(VR)场景通常涉及数字或虚拟图像信息的呈现，而无需对其它实际的真实世界视觉输入透明；增强现实(AR)场景通常涉及数字或虚拟图像信息的呈现，作为对观看者周围的实际世界的可视化的增强。

尽管在这些显示技术上取得了进步，但是在本领域中需要与增强现实系统(特别是显示系统)有关的改进方法和系统。

发明内容

本发明的实施例通常针对增强现实系统，特别是显示系统。本发明的一些实施例针对在可穿戴VR(虚拟现实)或AR(增强现实)设备的校准中使用的数字相机的表征(characterization)。

根据一些实施例，提供了一种用于表征数字彩色相机的方法和系统，其被配置为实现一种利用低成本工业彩色相机来测量由设备生成的虚拟图像的色度和亮度的方法，该设备具有由窄带源(诸如LED或激光器)照射的彩色显示器和波导型光学元件，该波导型光学元件具有在虚拟图像的视场上进一步将光的主波长(以及因此的饱和度和色相)变窄并进行光谱偏移的特性，其中，波导型光学元件包含衍射结构。

根据一些实施例，一种用于表征数字彩色相机的方法包括：对于在场序彩色虚拟图像中使用的三原色中的每个原色，使用RGB(红绿蓝)值和颜色测量值来确定用于每个颜色的转换模型。选择红、绿、蓝原色中的第一原色以用于表征。该方法包括：使用具有表示可穿戴设备中的虚拟图像中的光束的光谱特性的原色的输入光束来照射显示设备。该方法包括：用数字彩色相机捕获显示设备的图像；根据图像确定每个原色的RGB值。该方法包括：用颜色测量设备捕获与在显示设备处的每个对应的原色相关联的颜色测量值，例如XYZ值，从而获取绝对颜色空间中的颜色测量值。使用RGB值和颜色测量值来确定用于每个颜色的转换模型。可针对另一个原色重复该过程。转换模型可与数字彩色相机一起用于显示设备的校准。

根据一些实施例，一种用于表征数字彩色相机的系统可以包括光源、光谱修改设备、积分球、数字彩色相机、分光辐射计和处理器。该系统被配置为使用光谱修改设备来修改光源的光输出，以模拟可穿戴设备的虚拟图像中的颜色。数字相机用于捕获图像的RGB数据，分光辐射计用于捕获XYZ数据。该系统被配置为对于在场序彩色虚拟图像中使用的三原色中的每个原色，确定由数字彩色相机RGB值捕获的每个显示颜色与绝对颜色空间中的颜色测量值之间的转换模型。

根据一些实施例，一种用于表征数字彩色相机的方法包括：对于在场序彩色虚拟图像中使用的三原色中的每个原色，使用具有表示可穿戴设备中的虚拟图像中的光束的光谱特性的原色的输入光束来照射显示设备。该方法包括：用数字彩色相机捕获显示设备的图像，并根据图像确定每个原色的RGB值。该相机被数字彩色相机的RGB颜色空间表征。该方法还包括：用颜色测量设备捕获与在显示设备处的每个对应的原色相关联的颜色测量值，从而获取绝对颜色空间中的颜色测量值。该方法进一步包括使用RGB值和颜色测量值来确定用于每个颜色的转换模型。

在上述方法的一些实施例中，该方法确定用于红、绿和蓝原色中的每个原色的转换模型。