显示器校准装置与方法与流程

本发明涉及医用显示器领域，尤其涉及一种显示器校准装置与方法。

背景技术：

随着医用显示器的普及，越来越多的医院开始关注显示器本身是否符合医疗数字影像及通讯(digitalimagingandcommunicationinmedicine，dicom)标准，以便于提升医生的诊断准确率以及效率。在符合dicom标准的显示设备上，图像能够以一致的灰度表现得到表达。

在实际使用过程中，因显示设备型号和显示器老化等因素，需要对显示设备进行校准，以使其符合dicom标准，常用的校准方法有在显示器内安装校准设备，测量背光的亮度，由内置的校准设备完成校准工作，一般专业医用显示器会采用这种方法。还有由校准人员使用亮度计和亮度校准软件，对显示设备进行校准。

内置的校准设备只能对其所属的显示器进行校准，然而医院中可能还在使用大量不符合dicom标准的普通显示器，由校准人员进行的校准需要专业人员手动操作，工作量大，如何方便地校准并维护这些显示器使得其符合dicom标准，成了亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种显示器校准装置与方法，用以解决现有技术中对普通显示器进行校准使其符合dicom标准的方法较为复杂，工作量大的缺陷，实现简易地、自动化地对显示器进行校准使其符合dicom标准。

第一方面，本发明实施例提供一种显示器校准装置，包括：信号解码单元、图像校准单元、图像生成单元、图像合成单元、图像编码单元、显示器检测单元、微控制器单元、光学传感器单元；

所述微控制器单元与所述信号解码单元、图像校准单元、图像生成单元、图像合成单元、图像编码单元、显示器检测单元、光学传感器单元分别连接，所述微控制器单元用于接收所述信号解码单元、图像校准单元、图像生成单元、图像合成单元、图像编码单元、显示器检测单元、光学传感器单元传来的数据，并对所述数据进行处理，生成用于控制图像校准单元、图像生成单元、图像合成单元、图像编码单元的控制信号。

进一步地，根据本发明实施例提供的显示器校准装置，还包括人机交互单元；其中，所述人机交互单元与所述微控制器单元连接，所述人机交互单元用于显示校准装置的状态信息和接收外部操作指令。

进一步地，根据本发明实施例提供的显示器校准装置，所述人机交互单元包括指示灯提示单元，所述指示灯提示单元用于提示校准状态。

进一步地，根据本发明实施例提供的显示器校准装置，所述人机交互单元包括按键单元，所述按键单元用于接收按键操作指令。

第二方面，本发明实施例提供一种显示器校准方法，包括：对显示器的特性曲线进行校准和将输入信号通过显示器进行显示。

进一步地，根据本发明实施例提供的显示器校准方法，所述对显示器的特性曲线进行校准包括：

所述图像生成单元生成测试信号；

所述图像合成单元将所述测试信号和图像信号进行合成，得到测试图像信号；

所述图像编码单元对所述测试图像信号进行编码，得到输出信号，并将所述输出信号输出给显示器；

所述光学传感器单元对显示器的特性曲线进行测量，得到光学测量数据；

所述微控制器单元对所述光学测量数据进行处理，得到校准数据。

进一步地，根据本发明实施例提供的显示器校准方法，所述将输入信号通过显示器进行显示包括：

所述显示器检测单元对显示器进行检测，得到显示器检测数据，并将所述显示器检测数据发送给主机；

从所述主机接收输入信号；

所述信号解码单元对所述输入信号进行解码，得到未压缩的数字信号；

所述图像校准单元基于所述校准数据对所述数字信号进行校准，得到校准后的所述图像信号；

所述图像编码单元对所述图像信号进行编码，得到输出信号，并将所述输出信号输出给显示器。

进一步地，根据本发明实施例提供的显示器校准方法，迭代执行所述对显示器的特性曲线进行校准，直到所述显示器的特性曲线符合标准曲线。

进一步地，根据本发明实施例提供的显示器校准方法，还包括：

所述微控制器单元向所述指示灯提示单元发送控制信号；

所述指示灯提示单元基于所述控制信号，提示校准状态。

进一步地，根据本发明实施例提供的显示器校准方法，还包括：

所述按键单元生成操作指令，并向所述微控制器单元发送所述操作指令，用于控制所述对显示器的特性曲线进行校准的执行。

本发明实施例提供的显示器校准装置与方法通过设置信号解码单元、图像校准单元、图像生成单元、图像合成单元、图像编码单元、显示器检测单元、微控制器单元、光学传感器单元等单元，能够自动完成对普通显示器的校准使其符合dicom标准，无需专业校准人员。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种显示器校准装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种显示器校准方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种显示器校准方法的另一流程图；

图4为本发明另一实施例提供的一种显示器校准装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种显示器校准装置，参见图1，具体包括：信号解码单元101、图像校准单元102、图像生成单元103、图像合成单元104、图像编码单元105、显示器检测单元106、微控制器单元107、光学传感器单元108；

所述微控制器单元107与所述信号解码单元101、图像校准单元102、图像生成单元103、图像合成单元104、图像编码单元105、显示器检测单元106、光学传感器单元108分别连接，所述微控制器单元用于接收所述信号解码单元101、图像校准单元102、图像生成单元103、图像合成单元104、图像编码单元105、显示器检测单元106、光学传感器单元108传来的数据，并对所述数据进行处理，生成用于控制信号解码单元101、图像校准单元102、图像生成单元103、图像合成单元104、图像编码单元105、显示器检测单元106、光学传感器单元108的控制信号。

在本发明实施例中，需要说明的是，微控制器单元107可以是微控制单元(microcontrolunit，mcu)，又称单片微型计算机(singlechipmicrocomputer)或者单片机，是芯片级的计算机。目前显示器主要使用的有数字视频接口(digitalvisualinterface，dvi)、高清多媒体接口(highdefinitionmultimediainterface、hdmi)以及显示接口(displayport、dp)等，这类数字信号都是以压缩方式进行传输，需要信号解码单元101将压缩信号转换为可以进行图像处理的未压缩的数字信号。信号解码单元101与主机连接，接收主机发送的压缩信号，完成前端输入的信号的解码。相应地有图像编码单元105，将已经处理过的数字信号，进行编码，转换为显示器支持的信号格式。如dvi、hdmi、dp信号。所述光学传感器单元108置于显示器屏幕表面，可以配置支架等固定装置，保证光学传感器单元108稳定平置在屏幕表面。显示器检测单元106检测显示器支持的显示状态，如显示器支持的颜色位深、支持的分辨率信息格式等，此部分信息会传给微控制器单元107，用于图像校准单元102的配置参考，以保证校准后的图像信号，是显示器支持的信号模式。显示器校准装置的输入端与主机的dvi(hdmi，dp)或其他数字信号端口通过线缆连接，输出端与显示器的dvi(hdmi，dp)或其他数字信号端口通过线缆连接。

在本发明实施例中，显示器校准装置是独立的装置，可以适配多种型号的显示器，包括非医用显示器。本显示器校准装置包括光学传感器装置和可以实施显示器校准方法的硬件装置，可以独立完成显示器校准，无需另外配置测量设备或校准软件，适配多种型号的主机。

根据本发明实施例提供的显示器校准装置所实现的显示器校准方法，包括：对显示器的特性曲线进行校准和将输入信号通过显示器进行显示。

图2为本发明实施例提供的一种显示器校准方法的流程图，参照图2，对显示器的特性曲线进行校准包括：

步骤201，所述图像生成单元生成测试信号；

步骤202，所述图像合成单元将所述测试信号和图像信号进行合成，得到测试图像信号；

步骤203，所述图像编码单元对所述测试图像信号进行编码，得到输出信号，并将所述输出信号输出给显示器；

步骤204，所述光学传感器单元对显示器的特性曲线进行测量，得到光学测量数据；

步骤205，所述微控制器单元对所述光学测量数据进行处理，得到校准数据。

在本实施例中，需要说明的是，图像生成单元主要是生成测试用的图像序列，用于光学传感器测量显示器特性曲线。图像合成单元将测试用的图像序列和处理过的输入信号进行合成，使不同的图像合成为一幅图像。图像合成单元将测试信号与图像信号合成，得到不同图像合成在一幅图像中的测试图像信号，其中所述图像信号是经过图像解码单元和图像校准单元处理的，从主机接收的输入信号。图像编码单元将合成的图像编码成显示器支持的信号格式，输出给显示器显示。光学传感器单元通过测量显示器显示测试图像时的光学参数，得到光学测量数据，包括显示器的特性曲线。上述光学测量数据传送给微控制器单元，微控制器单元将判定显示器的特性曲线是否符合标准曲线，并根据显示器的特性曲线与标准曲线之间的偏差，生成用于校准的校准数据。微控制器单元将校准数据发送给图像校准单元，图像校准单元基于校准数据对数字信号进行校准，并将校准后的数字信号发送给图像合成单元，图像合成单元将校准后的数字信号作为所述图像信号，至此，可以重复步骤201、步骤202、步骤203、步骤204，再次判断显示器的特性曲线是否符合标准曲线，并可选地进一步调整校准数据，直到显示器的特性曲线符合标准曲线，即，对显示器的特性曲线进行校准可以迭代执行。可以仅执行步骤201、步骤202、步骤203、步骤204，即仅对显示器的特性曲线进行测量。上述步骤在微控制器单元的调控下进行。

在本实施例中，需要说明的是，图像生成单元根据微控制器单元的控制信号，还可以生成其它图像，如用于显示所述显示器的测试信息的图像，用于显示当前校准状态的图像等。所述对显示器的特性曲线进行校准需要与所述将输入信号通过显示器进行显示合作，以完成所述显示器校准方法，下面进一步描述所述将输入信号通过显示器进行显示。

图3为本发明实施例提供的一种显示器校准方法的另一流程图，参照图3，所述将输入信号通过显示器进行显示包括：

步骤301，所述显示器检测单元对显示器进行检测，得到显示器检测数据，并将所述显示器检测数据发送给主机；

步骤302，从所述主机接收输入信号；

步骤303，所述信号解码单元对所述输入信号进行解码，得到未压缩的数字信号；

步骤304，所述图像校准单元基于所述校准数据对所述数字信号进行校准，得到校准后的所述图像信号。

在本实施例中，需要说明的是，微控制器单元通过显示器检测单元，获取显示器的配置信息，如支持的分辨率，可支持的颜色位深，以及显示器的厂商信息，通过信号解码单元反馈给主机，主机根据得到的显示器配置信息，正常进行启动，即如同通过线缆直接连接显示器，并输出相应的压缩图像信号，该压缩图像信号进入显示器校准装置，作为输入信号，在信号解码单元被解码，方便后续的处理。然后图像校准单元根据微控制器单元的控制信号和校准数据，对解码后的输入信号进行校准，得到校准后的图像信号。之后可以继续通过图像合成单元，此时根据微控制器的控制信号，可选地进行测试信号和图像信号的合成，即比如正在测试或校准中，图像生成单元生成了测试信号，则图像合成单元会执行图像合成操作。然后通过图像编码单元的编码，输出到显示器，显示器就显示出了处理后的输入信号。

在本实施例中，需要说明的是，显示器校准装置也可以不对输入信号进行处理，将输入信号直接输出到显示器，即图像校准单元不对数字信号进行校准，展现原有的显示效果，而无需将显示器校准装置拆除。

图4为本发明另一实施例提供的一种显示器校准装置的结构示意图，如图4所示，与上述任一实施例对照，本实施例的显示器校准装置还包括人机交互单元109。

所述人机交互单元109与所述微控制器单元107连接，所述人机交互单元109用于显示校准装置的状态信息和接收外部操作指令。

可选地，所述人机交互单元109包括指示灯提示单元，所述指示灯提示单元用于提示校准状态。与上述任一实施例对照，基于本实施例提供的显示器校准装置所实现的显示器校准方法，可选地，包括：

微控制器单元接收到光学测量数据后，对所述光学测量数据进行处理，所述处理包括判定显示器的特性曲线是否符合标准曲线，当判定符合时，微控制器单元向指示灯提示单元发送控制信号，所述指示灯提示单元基于所述微控制器单元的控制信号，提示校准状态为已校准；当判定不符合时，若显示器校准装置正在执行对显示器的特性曲线进行校准，则所述指示灯提示单元基于所述微控制器单元的控制信号，提示校准状态为校准中；当判定不符合时，若显示器校准装置没有执行对显示器的特性曲线的校准，则所述指示灯提示单元基于所述微控制器单元的控制信号，提示校准状态为未校准。所述不同的校准状态可以通过发出不同颜色的灯光来区分，也可以通过其它任何方式。

可选地，所述人机交互单元109包括按键单元，所述按键单元用于接收按键操作指令。与上述任一实施例对照，基于本实施例提供的显示器校准装置所实现的显示器校准方法，可选地，包括：

操作人员通过与按键单元互动，使得按键单元生成操作指令，并向微控制器单元发送操作指令，用于控制对显示器的特性曲线进行校准的执行。如当显示器校准装置与主机和显示器连接后，操作人员通过与按键单元向显示器校准装置发出指令，使得显示器校准装置执行测试显示器的特性曲线、对显示器进行校准使得其特性曲线符合标准曲线、中断对显示器进行的校准、继续对显示器进行的校准等。所述按键单元可以集成到显示器校准装置上或通过无线或有线方式与显示器校准装置连接。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。