本公開要求于2014年3月12日提交的美國臨時專利申請?zhí)?1/951,603的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，所述專利申請的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合在此。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及用于執(zhí)行與涂層和顯示有關(guān)的數(shù)字圖像處理的系統(tǒng)和方法，并且更具體地涉及提供用于涂層預(yù)測、施涂和檢查的實時數(shù)字增強成像的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

在一些應(yīng)用中，由用戶施涂到基材(例如，金屬基材的表面)上的涂層(例如，油漆)的結(jié)果厚度對于提供所期望的性能(例如，對基材的適當(dāng)保護)而言可能是至關(guān)重要的(或者至少是重要的)。例如，對于防止對在海洋應(yīng)用中使用的金屬基材的腐蝕而言，實現(xiàn)所施涂的涂層的指定厚度是至關(guān)重要的。在例如如海洋應(yīng)用和油氣管道應(yīng)用等應(yīng)用中使用自檢涂層。自檢涂層通常包括提供對涂層性質(zhì)(比如，厚度)的視覺指示(例如，肉眼可見或不可見的)的涂層(例如，液體或粉末)。作為示例，可以在施涂涂層時或者在施涂涂層之后提供對涂層性質(zhì)的視覺指示。根據(jù)實施例，例如，涂層的顏色可能隨著所施涂的厚度的變化而變化。以此方式，在用戶施涂涂層時，用戶能夠執(zhí)行某種水平的自檢。也就是說，在將涂層施涂到基材上時，用戶可以以可視方式觀察涂層的顏色，以嘗試判定厚度是否正確。然而，用戶通過使用肉眼來觀察涂層從而辨別顏色的變化(以及，因此，涂層薄膜的變化)的能力是有限的。

通過將這種系統(tǒng)和方法與在本申請的其余部分中參照附圖而闡述的本發(fā)明的實施例進行比較，常規(guī)、傳統(tǒng)和所提出的方法的進一步的局限性和缺點對本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員而言將變得明顯。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

公開了提供用于涂層預(yù)測、施涂和檢查的數(shù)字增強成像的系統(tǒng)和方法。盡管許多實施例被描述為“實時”地發(fā)生，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，既可以實時地又可以在圖像處理或分析時具有延遲地使用在本文中所描述的系統(tǒng)和方法。實時數(shù)字成像和處理設(shè)備提供對所獲取的數(shù)字成像數(shù)據(jù)的實時圖像獲取、處理和顯示，以允許用戶辨別除了可以通過使用肉眼觀察來辨別的變化以外的變化(例如，被施涂到基材上的自檢涂層的厚度的變化)。實時數(shù)字成像和處理設(shè)備還可以提供涂覆前和涂覆后檢查能力以及涂層預(yù)測能力。

另外地，系統(tǒng)和方法的各種實施例可以提供實時數(shù)字增強成像方法，包括但不限于對以下各項的使用：校準、光學(xué)鏡頭、受控光源、立體視覺、多光譜成像(例如，可能感興趣的是經(jīng)由多光譜分析進行的實時和靜止圖像涂層檢查兩者)、數(shù)字識別(例如，使用QR碼)、基于位置和取向的服務(wù)、具有設(shè)計的著色異常的涂層、固定式設(shè)備、便攜式設(shè)備、遠程設(shè)備、以及可穿戴設(shè)備。功能可以包括但不限于：可記錄性、不可記錄性、點檢測、混合比確定、非接觸顏色匹配、同色異譜預(yù)測、光源校準、基材校準、涂層校準、顯示校準、量化、可定義的偏差、可定義的容差、目視薄膜厚度確定、輪廓識別/確定、以及非接觸薄膜厚度計量(即，量化的薄膜厚度)。

本發(fā)明的實施例提供了一種方法。所述方法包括：獲取被施涂到基材上的涂層的實時數(shù)字成像數(shù)據(jù)；對所述實時數(shù)字成像數(shù)據(jù)執(zhí)行實時數(shù)字圖像處理，以生成增強的實時數(shù)字成像數(shù)據(jù)，其中，所述增強的實時數(shù)字成像數(shù)據(jù)提供在數(shù)字成像數(shù)據(jù)中的顏色之間的增強的差異，并且其中，在所述增強的實時數(shù)字成像數(shù)據(jù)中的每一種顏色與所施涂的涂層的厚度相關(guān)；以及顯示所述增強的實時數(shù)字成像數(shù)據(jù)的可視化表示。

本發(fā)明的另一個實施例提供了一種方法。所述方法包括：對待涂覆基材進行數(shù)字成像，以獲取數(shù)字成像數(shù)據(jù)；對所述數(shù)字成像數(shù)據(jù)進行數(shù)字處理，以增強所述數(shù)字成像數(shù)據(jù)，由此生成增強的數(shù)字成像數(shù)據(jù)；對所述增強的數(shù)字成像數(shù)據(jù)進行數(shù)字處理，以量化表面特性(比如，在基材上的污染或者基材變化)的水平；以及顯示所述表面污染水平的可視化表示以及所述增強的數(shù)字成像數(shù)據(jù)的可視化表示中的至少一個可視化表示。

本發(fā)明的實施例提供了一種方法。所述方法包括：獲取已經(jīng)被施涂到基材上的涂層的實時數(shù)字成像數(shù)據(jù)；對所述實時數(shù)字成像數(shù)據(jù)執(zhí)行實時數(shù)字圖像處理，以生成增強的實時數(shù)字成像數(shù)據(jù)；以及顯示所述增強的實時數(shù)字成像數(shù)據(jù)的可視化表示，其中，所述增強的實時數(shù)字成像數(shù)據(jù)提供對視覺外觀的增強。

本發(fā)明的實施例提供了一種方法。所述方法包括：在涂層已經(jīng)被施涂到基材上之前，獲取所述涂層的實時數(shù)字成像數(shù)據(jù)；對所述實時數(shù)字成像數(shù)據(jù)執(zhí)行實時數(shù)字圖像處理，以生成增強的實時數(shù)字成像數(shù)據(jù)；以及顯示所述增強的實時數(shù)字成像數(shù)據(jù)的可視化表示，其中，所述增強的實時數(shù)字成像數(shù)據(jù)提供對視覺外觀(例如，對生產(chǎn)中的或者在容器中的濕油漆的檢查)的增強。

本發(fā)明的進一步實施例提供了一種方法。所述方法包括：在數(shù)字成像和處理設(shè)備上選擇至少一種顏色；對待涂布物體(例如，房間的內(nèi)部)進行數(shù)字成像，以使用所述數(shù)字成像和處理設(shè)備來獲取數(shù)字成像數(shù)據(jù)；使用所述數(shù)字成像和處理設(shè)備來對所述數(shù)字成像數(shù)據(jù)進行數(shù)字處理以便：在所述數(shù)字成像數(shù)據(jù)中將待噴涂的所述物體的所述不同的表面彼此分割并且在所述數(shù)字圖像數(shù)據(jù)中應(yīng)用所述至少一種顏色到所述表面中的一個或多個表面上以生成增強的數(shù)字成像數(shù)據(jù)；以及在所述數(shù)字成像和處理設(shè)備的顯示屏幕上顯示所述增強的數(shù)字成像數(shù)據(jù)的可視化表示。

將從以下說明和附圖中更加全面地理解本發(fā)明的這些和其他優(yōu)點和新穎特征及其所展示的實施例的細節(jié)。

附圖說明

圖1展示了在將涂層施涂到基材上的同時監(jiān)測在基材上的涂層的厚度的方法的示例性實施例；

圖2展示了實時數(shù)字成像和處理(RTDIP)設(shè)備的示例性實施例的系統(tǒng)框圖；

圖3是圖1的在將涂層施涂到基材上的同時使用圖2的實時數(shù)字成像和處理設(shè)備來監(jiān)測涂層的厚度的方法的示例性實施例的流程圖；

圖4示出了在進行圖像增強之前基材上的涂層的第一圖像的示例性實施例以及在進行圖像增強之后基材上的涂層的第二圖像的示例性實施例；

圖5展示了可以用于執(zhí)行圖1和圖3的方法的實時數(shù)字成像和處理(RTDIP)設(shè)備的若干示例性實施例；

圖6展示了在進行圖像增強和量化涂層厚度之后所獲取的基材上的涂層的圖像的示例性實施例；

圖7展示了在涂料容器上可以被掃描并被用于選擇實時數(shù)據(jù)成像和處理(RTDIP)設(shè)備的預(yù)置的代碼的示例性實施例；

圖8展示了個人可以如何使用圖1和圖3的方法來遠程地監(jiān)測將涂層實時地施涂到基材上的示例性實施例；

圖9展示了在施涂涂層之前被污染的基材的增強圖像(由RTDIP設(shè)備生成)的多個示例性實施例；

圖10是用于量化在待涂覆基材上的表面污染水平的檢查方法的示例性實施例的流程圖；

圖11展示了示例性實施例：在已經(jīng)施涂涂層之后，實時數(shù)字成像和處理設(shè)備被用于檢查所涂覆的表面并且顯示示出了在所涂覆的表面上的局部點處的涂層厚度變化的增強圖像；

圖12展示了示例性實施例：實時數(shù)字成像和處理(RTDIP)設(shè)備被用于使用多光譜成像來施涂并檢查所涂覆的表面；

圖13展示了圖12的實時數(shù)字成像和處理(RTDIP)設(shè)備的示例性實施例的系統(tǒng)框圖；

圖14展示了房間的若干數(shù)字處理圖像的示例性實施例，每一個圖像數(shù)字地強加不同的顏色，示出了如果房間被涂布有不同的顏色的話房間將看起來如何；

圖15展示了房間的數(shù)字處理圖像的示例性實施例，數(shù)字地強加兩種顏色，示出了如果房間的第一部分被涂布有第一顏色并且房間的第二部分被涂布有第二顏色的話房間將看起來如何；

圖16展示了公路上的交通場景的數(shù)字處理圖像的示例性實施例，突顯了具有特定顏色的車輛；以及

圖17示出了在進行圖像處理之前商店場景的第一圖像的示例性實施例以及在進行圖像處理以突顯正常場景的變化之后相同的商店場景的第二圖像的示例性實施例。

圖18至圖21描繪了涉及光譜響應(yīng)與涂層厚度的映射的各種實施例的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

具體實施方式

在本文中所描述的系統(tǒng)和方法的某些實施例提供用于涂層預(yù)測、施涂和檢查的實時數(shù)字增強成像。在本文中所描述的系統(tǒng)和方法的其他實施例提供用于執(zhí)法應(yīng)用、安全應(yīng)用等的實時數(shù)字增強成像。可以實時地應(yīng)用如在本文中所描述的本發(fā)明的實施例，或者將其保存以供稍后審查和處理。

在本文中所描述的實時數(shù)字成像和處理(RTDIP)設(shè)備和方法的各種實施例提供圖像處理技術(shù)的各種組合，以實現(xiàn)在本文中所描述的各種施涂功能、檢查功能、預(yù)測功能以及其他安全功能和執(zhí)法功能。各種類型的圖像處理技術(shù)可以包括：顏色映射、對比度調(diào)處(增強、拉伸、線性的、非線性的)、直方圖均衡化、亮度控制、使用空間卷積核的掩模、濾波(空間的、光譜的、時間的、邊緣增強、銳化、平滑)、壓縮、閾值化、卷積、關(guān)聯(lián)、分割、多光譜帶比值法、強度-色調(diào)-飽和度(IHS)變換、空間卷積濾波(例如，定向濾波)、圖像相減、圖像放大、分層、聚焦、散焦、鏡像、以及空間對準。其他圖像處理技術(shù)也是可能的。根據(jù)各種實施例，可以在軟件、硬件或其組合中實施這種圖像處理技術(shù)、并且可以針對特定操作模式而對所述圖像處理技術(shù)進行調(diào)整、校準和預(yù)先設(shè)置。

施涂模式

圖1展示了在將涂層施涂到基材的表面上的同時監(jiān)測基材110的表面上的涂層100的厚度的方法的示例性實施例。如在圖1中所示出的，用戶120正使用噴槍130來將涂層100施涂到基材110的表面上。在其他實施例中，施涂涂層的其他方法是可能的(例如，使用浸沒在包含涂層的容器中的漆刷)。在一些應(yīng)用中，被施涂到基材上的涂層的結(jié)果厚度對于提供適當(dāng)保護而言可能是至關(guān)重要的(或者至少是重要的)。

參照圖1，噴槍130被可操作地連接至包含自檢涂層(SIC)的涂料容器140。根據(jù)實施例，自檢涂層包括提供厚度的視覺指示(例如，肉眼可見或不可見的)的涂層(例如，液體涂層)。作為示例，可以在施涂涂層時或者在施涂涂層之后提供對涂層性質(zhì)的視覺指示。根據(jù)實施例，例如，涂層的顏色可能隨著所施涂的厚度的變化而變化。以此方式，在用戶施涂涂層時，用戶能夠執(zhí)行某種水平的自檢。也就是說，在將涂層施涂到基材上時，用戶可以以可視方式觀察涂層的顏色，以嘗試判定厚度是否正確。

人類用戶用肉眼來觀察涂層的顏色(或者基材上的涂層的顏色的變化)的能力受限于隨著涂層的厚度的改變而發(fā)生的實際顏色變化并且受限于用戶的視覺敏銳度和辨別力。然而，在圖1的實施例中，用戶穿戴著實時數(shù)字成像和處理(RTDIP)設(shè)備150(例如，基于谷歌眼鏡^TM)，以在用戶實時地施涂涂層時幫助辨別所施涂的涂層的顏色(以及因此厚度)。

圖2展示了實時數(shù)字成像和處理(RTDIP)設(shè)備150的示例性實施例的系統(tǒng)框圖。根據(jù)實施例，RTDIP設(shè)備150包括彩色攝像機151、顯示屏幕(例如，平視顯示器(HUD))152、處理部件153、用戶界面154、無線通信部件155、計算機存儲器156、以及被存儲在計算機存儲器156中并且被配置成用于在處理部件153上執(zhí)行的軟件編碼指令。軟件編碼指令被配置(即，被編程)成用于當(dāng)在與彩色攝像機151、顯示屏幕152、用戶界面154、無線通信部件155以及計算機存儲器156(“計算機存儲器”可以指物理設(shè)備或者如網(wǎng)站或云存儲等其他存儲機制)協(xié)作運行的處理部件153上執(zhí)行時提供在本文中所描述的各種功能(例如，增強的顏色辨別力和量化涂層厚度)。根據(jù)實施例，軟件編碼指令可以至少采用存儲在計算機存儲器156中的操作系統(tǒng)157和實時數(shù)字增強成像(RTDEI)軟件應(yīng)用158的形式。

由RTDEI軟件應(yīng)用158提供的功能可以被配置成是相當(dāng)全面的。例如，RTDEI軟件應(yīng)用158可以執(zhí)行各種圖像增強操作，比如亮度調(diào)整和對比度調(diào)整、顯示調(diào)整、顏色映射、通道疊加、噪聲抑制、分割等。在一些實施例中，RTDEI軟件應(yīng)用158自動地執(zhí)行圖像增強操作，而無需用戶輸入。在一些實施例中，提供用戶界面來接收用于圖像增強的用戶輸入，并且RTDEI軟件應(yīng)用158響應(yīng)于用戶輸入而執(zhí)行圖像增強操作。

根據(jù)替代性實施例，處理部件153可以是數(shù)字信號處理器(DSP)或者其他某種面向軟件的邏輯電路。根據(jù)實施例，RTDIP設(shè)備能夠記錄數(shù)字成像數(shù)據(jù)(視頻或者靜止圖像)以供隨后回放(例如，記錄所獲取的成像數(shù)據(jù)和增強的成像數(shù)據(jù)以供比較)。用戶界面154可以包括例如觸屏顯示器、鍵盤、鼠標、聲音激活能力、以及其他一些技術(shù)。

根據(jù)某些實施例，軟件編碼指令被配置(即，被編程)成用于確定光譜響應(yīng)與涂層厚度之間的相互關(guān)系。例如，從被施涂到基材表面上的自檢材料中獲得原始圖像。RTDEI軟件應(yīng)用158執(zhí)行一個或多個圖像增強操作，以生成增強的圖像。從增強的圖像中確定關(guān)于光源的光譜響應(yīng)。執(zhí)行涂層厚度測量，并且將所測量的涂層厚度連同光譜響應(yīng)存儲在計算機存儲器156中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。以上所述的過程繼續(xù)收集光譜響應(yīng)和涂層厚度的許多數(shù)據(jù)點。軟件編碼指令被配置(即，被編程)成用于例如使用線性回歸方法基于所收集的數(shù)據(jù)點來確定指示了光譜響應(yīng)與涂層厚度之間的相互關(guān)系的公式。例如，在給定特定基材表面和特定光源的情況下，所述公式表明涂層厚度有關(guān)于光譜響應(yīng)。根據(jù)實施例，之后，RTDEI軟件應(yīng)用158可以被配置成用于使用所述公式基于從增強的圖像中獲得的光譜響應(yīng)來計算涂層厚度。

根據(jù)一些實施例，可以將所收集的光譜響應(yīng)和涂層厚度的數(shù)據(jù)點存儲到計算機存儲器156中的數(shù)據(jù)庫中，所述數(shù)據(jù)庫將光譜響應(yīng)映射到涂層厚度上。之后，RTDEI軟件應(yīng)用158執(zhí)行數(shù)據(jù)庫查詢，以從對應(yīng)于自檢涂層材料的獲得自增強的圖像中的光譜響應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中讀出涂層厚度。

圖3是圖1的在將涂層施涂到表面或基材上的同時使用圖2的實時數(shù)字成像和處理設(shè)備150來監(jiān)測涂層的厚度的方法300的示例性實施例的流程圖。在所述方法的步驟310中，將自檢涂層(SIC)施涂到表面上。作為SIC的示例，可以如下使用可以從Sherwin Williams公司獲得的Fast Clad環(huán)氧底漆。Fast Clad環(huán)氧底漆是高固體環(huán)氧氨涂料。將顏料從底漆中移除，并且將具有低不透明度性質(zhì)的黃色顏料添加到底漆中。最初地被施涂到基材上時，具有低不透明度黃色顏料的底漆是相對透明的，但是隨著涂層變得更薄，具有所述顏料的底漆變得更加不透明。

應(yīng)當(dāng)理解的是，可以根據(jù)即將進行的施涂而使用不同顏色的顏料。例如，可以在基材是黑色的情況下使用黃色顏料。這提供了良好的顏色對比度，而如果底層基材是黑色的，那么在涂層中的黑色顏料的效果并不好。另外地，可以采用包括使用噴槍或漆刷在內(nèi)的許多不同的方式中的任何方式來將涂層施涂到表面上。

在步驟320中，生成被實時地施涂到基材上的SIC的一個或多個數(shù)字圖像，以獲取數(shù)字成像數(shù)據(jù)。例如，穿戴RTDIP設(shè)備150的用戶可以使用彩色攝像機151來獲取實時顏色數(shù)字視頻成像數(shù)據(jù)。根據(jù)實施例，所獲取的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)于被應(yīng)用到表面上的SIC的一個或多個實時數(shù)字圖像。數(shù)字圖像可以是二維或者三維的，并且可以包括一個或多個顏色通道。例如，數(shù)字圖像包括二維像素網(wǎng)格，其中，每一個像素與一組坐標和強度值(例如，在0與最大強度值之間的整數(shù))相關(guān)聯(lián)。更高的強度值指示更亮的像素，并且更低的像素值指示更暗的像素。

在步驟330中，實時地對數(shù)字成像數(shù)據(jù)進行數(shù)字處理，以增強在數(shù)字成像數(shù)據(jù)中顏色之間的差異。例如，在處理部件153上運行的RTDEI軟件應(yīng)用158可以通過執(zhí)行各種類型的圖像處理和濾波技術(shù)來對實時顏色數(shù)字視頻成像數(shù)據(jù)進行數(shù)字處理，以生成經(jīng)處理的實時顏色數(shù)字視頻成像數(shù)據(jù)。可以使顏色差異對于人類用戶而言是明顯的。例如，可以采用不同的方式來解釋顏色差異，比如，通過在其中色調(diào)被表示為柱面形顏色空間內(nèi)的角度的顏色空間。在這種顏色空間中，對于人類用戶而言將是明顯的顏色差異可能是柱面坐標系內(nèi)的45度的差異。換言之，由柱面顏色坐標顏色空間中的某個度數(shù)(例如，在某個實施例中的45度或更高)來分離的顏色可以提供令人滿意的顏色差異。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，還可以使用小于45度來實現(xiàn)明顯的顏色對比度。

根據(jù)一些實施例，RTDEI軟件應(yīng)用158執(zhí)行與所獲取的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的一個或多個數(shù)字圖像的亮度調(diào)整和對比度調(diào)整。具體地，RTDEI軟件應(yīng)用158選擇數(shù)字圖像中的一些像素并且根據(jù)預(yù)定算法來改變所選擇的像素的強度值。作為示例，RTDEI軟件應(yīng)用158將數(shù)字圖像的許多像素的強度值映射到顯示值(例如，通過線性函數(shù))上。根據(jù)某些實施例，RTDEI軟件應(yīng)用158執(zhí)行與所獲取的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的一個或多個數(shù)字圖像的顯示調(diào)整。例如，使得數(shù)字圖像的具有非常高強度和/或非常低強度的像素是可見的，RTDEI軟件應(yīng)用158執(zhí)行非線性顯示調(diào)整(例如，伽馬校正、歸一化、對比度拉伸、直方圖均衡化等)，從而使得低強度值變得更大，而無需填滿高強度值。

根據(jù)實施例，RTDEI軟件應(yīng)用158執(zhí)行與所獲取的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的一個或多個數(shù)字圖像的顏色映射。具體地，RTDEI軟件應(yīng)用158將數(shù)字圖像的許多像素的強度值映射到顏色上(例如，使用一個或多個查找表)。

例如，可以將強度值映射到包括對應(yīng)于基本顏色(紅色、綠色和藍色)的三種分量的顏色上。顏色的不同分量值指示不同的基本顏色明暗度。為了增強顏色差異，RTDEI軟件應(yīng)用158可以選擇數(shù)字圖像中的許多像素并且改變被映射到所選擇的像素上的顏色值，從而使得對所選擇的像素基本顏色明暗度進行調(diào)整。在一些實施例中，RTDEI軟件應(yīng)用158自動地執(zhí)行顏色增強操作，而無需用戶輸入。在一些實施例中，提供用戶界面來接收用于顏色增強的用戶輸入，并且RTDEI軟件應(yīng)用158響應(yīng)于用戶輸入而執(zhí)行顏色增強操作。根據(jù)實施例，RTDEI軟件應(yīng)用158執(zhí)行與所獲取的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的一個或多個數(shù)字圖像的通道疊加。具體地，RTDEI軟件應(yīng)用158創(chuàng)建數(shù)字圖像的不同顏色通道的疊加、調(diào)整對每一個通道的顯示、并且將設(shè)置從一個疊加轉(zhuǎn)移到另一個疊加以允許進行視覺比較。

根據(jù)實施例，RTDEI軟件應(yīng)用158執(zhí)行與所獲取的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的一個或多個數(shù)字圖像的噪聲抑制。例如，RTDEI軟件應(yīng)用158可以應(yīng)用一個或多個卷積濾波器(例如，均值濾波器、高斯模糊濾波器、邊緣增強濾波器等)來減少數(shù)字圖像中的噪聲。在另一個示例中，RTDEI軟件應(yīng)用158可以應(yīng)用一個或多個排序濾波器來進行噪聲抑制，例如，使用具體選擇的像素的強度值來代替許多像素的強度值。根據(jù)實施例，RTDEI軟件應(yīng)用158執(zhí)行對與所獲取的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的一個或多個數(shù)字圖像的分割，以將一個或多個物體從背景中分離并且將物體彼此分離。例如，選擇閾值范圍，并且物體的所有像素具有閾值范圍內(nèi)的強度值。

在步驟340中，顯示經(jīng)處理的數(shù)字成像數(shù)據(jù)，以便以可視方式實時地示出顏色之間的增強差異。例如，處理部件153可以對經(jīng)處理的實時顏色數(shù)字視頻成像數(shù)據(jù)進行格式化并將其發(fā)送至顯示屏幕152以供顯示。根據(jù)實施例，顯示屏幕152是被定為在用戶的眼睛前面的HUD。

圖4示出了在進行圖像增強之前基材上的涂層的第一圖像410的示例性實施例以及在進行圖像增強之后基材上的涂層的第二圖像420的示例性實施例。第一圖像410表示由RTDIP設(shè)備150的彩色攝像機151所獲取的實時顏色數(shù)字視頻成像數(shù)據(jù)的單個圖像。在圖像410中的顏色看起來相對均勻，但是在圖像410的中間部分附近，所述顏色稍微較暗。當(dāng)觀看這種未經(jīng)處理的圖像時，用戶將難以(如果有可能)辨別基材上的任何顯著的涂層厚度變化。

第二圖像420表示在已經(jīng)由在處理部件153上運行的RTDEI軟件應(yīng)用158處理圖像410之后，由彩色攝像機151所獲取的實時顏色數(shù)字視頻成像數(shù)據(jù)的單個圖像。如在第二圖像420中可以看到的，在第二圖像中出現(xiàn)了更大的顏色變化，向用戶提供有關(guān)基材上的涂層的厚度如何變化的好得多的指示。用戶可以在顯示屏幕152上觀看這種經(jīng)處理的信息并且使用此信息來試圖平滑或者將更加均勻的涂層施涂到基材上。在這一點上應(yīng)當(dāng)注意的是，盡管在本文中的附圖中所示出的圖像被表示為灰度顏色，但是現(xiàn)實應(yīng)用可以利用如例如由紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)像素的組合來數(shù)字地表示的可見顏色的全光譜。

圖5展示了可以用于執(zhí)行圖1和圖3的方法的實時數(shù)字成像和處理(RTDIP)設(shè)備的若干示例性實施例。一個實施例是在本文中已經(jīng)討論的可穿戴RTDIP設(shè)備150。另一個實施例是采用膝上計算機的形式的RTDIP設(shè)備510。進一步實施例是采用移動電話(例如，“智能電話”)的形式的RTDIP設(shè)備520。又一個實施例是采用平板計算機的形式的RTDIP設(shè)備530。又另一個實施例是具有把手541、光源542和偏光攝像機鏡頭543的RTDIP設(shè)備540。光源542可以提供導(dǎo)致獲取更加一致的圖像的照明。此外，偏光鏡頭543可以用于減少或消除所獲取的圖像中的不想要的反射或眩光。根據(jù)各種其他實施例，除了偏光鏡頭以外，可以將其他設(shè)備用于減少或者消除所獲取的圖像中的不想要的反射或眩光。這些各種設(shè)備中的每一個設(shè)備可以具有在圖2中所展示的部件，但是采用不同的形狀因子和配置來提供每一個設(shè)備。某些形狀因子和配置對于某些應(yīng)用而言可能是更加合適的。根據(jù)其他實施例，其他形狀因子和配置也是有可能的。

圖6展示了在進行圖像增強和量化涂層厚度之后所獲取的基材上的涂層的圖像610的示例性實施例。使用采用平板電腦的形式的RTDIP設(shè)備530來獲取和顯示所述圖像。如由不同的顏色和由在所顯示的圖像610的底部處所顯示的數(shù)值(例如，5、10、15、20、25)所指示的，涂層的厚度從左到右(從更薄到更厚)變化。應(yīng)當(dāng)再次注意的是，即使在圖6中所示出的圖像被表示為灰度顏色，但是現(xiàn)實應(yīng)用可以利用如例如由紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)像素的組合來數(shù)字地表示的可見顏色的全光譜。

根據(jù)實施例，對RTDEI軟件應(yīng)用158進行校準，從而使得可以將所產(chǎn)生的顏色轉(zhuǎn)換成表示所施涂的涂層(定量計量)的估計厚度(例如，以毫米計量)的數(shù)值(例如，5、10、15、20、25)。每一種不同類型的自檢涂層(SIC)可以具有其自身的校準設(shè)置，以準確地將增強的圖像數(shù)據(jù)的顏色轉(zhuǎn)換成數(shù)字厚度值。

圖7展示了在涂料容器140上可以被掃描和被用于選擇實時數(shù)據(jù)成像和處理(RTDIP)設(shè)備的預(yù)置的機器可讀的代碼710的示例性實施例。根據(jù)實施例，代碼710可以是快速響應(yīng)(QR)代碼(或者其他某種類型的條形碼)，并且RTDIP設(shè)備150可以被配置成用于使用攝像機151來獲取代碼710的圖像并且使用在處理部件153上運行的RTDEI軟件應(yīng)用158來對代碼710的圖像進行解碼?？商娲?，RTDIP設(shè)備150可以包括用于閱讀代碼的單獨的光掃描儀(例如，激光掃描儀)。

代碼710識別容器140中的SIC的類型。一旦RTDIP設(shè)備150已經(jīng)對代碼710進行解碼以識別涂層，RTDIP設(shè)備150就可以選擇與所識別的涂層相關(guān)聯(lián)的圖像處理操作、參數(shù)和校準因子(例如，選擇涂層預(yù)置)。根據(jù)實施例，已經(jīng)優(yōu)化了與所識別的涂層相關(guān)聯(lián)的涂層預(yù)置，從而使得顯示增強的圖像數(shù)據(jù)時，使用涂層預(yù)置來進行的對所獲取的實時顏色數(shù)字視頻成像數(shù)據(jù)的處理向用戶提供良好的顏色辨別力和/或涂層厚度的量化。對涂層預(yù)置的優(yōu)化或校準可以考慮基材類型、涂層類型、光照條件和附加變量(例如，鏡頭)。稍后在本文中詳細地對校準進行討論。

作為示例，參照圖1和圖2，RTDIP設(shè)備150的RTDEI軟件應(yīng)用158可以在涂層施涂模式下采用光譜濾波技術(shù)、對比度增強技術(shù)、直方圖均衡化技術(shù)和顏色映射技術(shù)的組合。根據(jù)實施例，這種組合允許用戶更加迅速且容易地在被施涂到基材110的表面上的自檢涂層100的各種顏色(即，厚度)之間進行區(qū)分，并且至少向用戶提供最小施涂厚度和最大施涂厚度的定量視圖。

圖8展示了個人可以如何使用圖1和圖3的方法來遠程地監(jiān)測將涂層實時地施涂到基材上的示例性實施例。如之前在本文中所描述的，RTDIP設(shè)備可以包括無線通信部件155。無線通信部件155可以通過例如通信網(wǎng)絡(luò)810來提供WiFi通信能力、3G或LTE通信能力、或者其他某種類型的無線通信能力。通信網(wǎng)絡(luò)810可以是互聯(lián)網(wǎng)、蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)、其某個組合、或者與無線通信部件155兼容的其他某種類型的通信網(wǎng)絡(luò)。

參照圖8，監(jiān)督者820可以坐在遠離將涂層施涂到基材上的用戶120所在的位置處的計算機830旁?？梢越?jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)810使用無線通信部件155來將由RTDIP設(shè)備150生成的增強的實時顏色數(shù)字視頻成像數(shù)據(jù)從RTDIP設(shè)備150無線地傳輸至遠程計算機830。因此，監(jiān)督者820可以實時地監(jiān)測用戶的表現(xiàn)。如果用戶在適當(dāng)?shù)厥┩客繉訒r遇到困難(例如，建立指定厚度的均勻涂層)，那么監(jiān)督者可以采取行動例如來使用更加合格的人員來代替用戶。在施涂過程期間可由RTDIP設(shè)備提供的其他特征可以包括例如質(zhì)量保證功能、施涂材料的體積量化(例如，量化的厚度乘以計算的尺寸，以及將量化的厚度轉(zhuǎn)換成加侖或者其他某種計量單位)、和孔檢測。

檢查模式

待涂覆基材(例如，金屬基材)的表面上可能具有在施涂涂層材料之前需要清除的銹、鹽、污垢或者其他某種污染物質(zhì)。盡管可能已經(jīng)“清潔”了基材表面并且基材表面對于肉眼而言看起來是干凈的，但是在基材上仍然可能存在不可接受的污染水平。這種不可接受的污染水平可能使隨后施涂的涂層不適當(dāng)?shù)卣掣皆诒砻嫔?，由此不適當(dāng)?shù)乇Ｗo表面。通常，RTDIP設(shè)備的實施例可以用于在進行涂覆之前檢測、識別、量化和記錄基材表面的狀態(tài)。檢查模式還可以用于分析基材的(例如，多孔基材的)變化，或者用于對已經(jīng)應(yīng)用到表面上的預(yù)處理進行分析。對基材變化或預(yù)處理的分析可以或者可以不使用顏色差異來示出變化，但是可以使用IR光。根據(jù)實施例，RTDIP設(shè)備可以用于對基材的表面進行成像；增強的圖像，以更加清楚地辨別任何污染物質(zhì)；以及向用戶顯示增強的圖像。

圖9在902處展示了在施涂涂層之前，被污染的基材表面的增強圖像(由RTDIP設(shè)備生成)的多個示例性實施例。圖9的每一個增強圖像對應(yīng)于具有不同類型和數(shù)量的污染物質(zhì)(例如，銹、鹽、污垢)的基材表面。在一些情況下，鹽可以是可見的(在可見光譜中)并且可以要求應(yīng)用指示劑來使鹽是可見的。然而，可以使用多光譜技術(shù)來對在可見光譜中以其他方式不可見的鹽進行檢測和可視化，而無需使用所應(yīng)用的指示劑。

在進行涂覆之前，通過使用適當(dāng)?shù)嘏渲玫腞TDIP設(shè)備來提供基材的表面的增強圖像，用戶可能能夠清楚地判定表面是否足夠干凈以施涂涂層。根據(jù)實施例，可以經(jīng)由RTDIP設(shè)備的用戶界面154來選擇與某種類型的污染(例如，銹、鹽或者污垢)相關(guān)聯(lián)的圖像處理操作、參數(shù)和校準因子(檢查預(yù)置)。根據(jù)實施例，優(yōu)化與特性類型的污染物相關(guān)聯(lián)的檢查預(yù)置，從而使得顯示增強的圖像數(shù)據(jù)時，使用檢查預(yù)置來進行的對所獲取的實時顏色數(shù)字視頻成像數(shù)據(jù)的處理向用戶提供在基材表面的被污染的部分與未被污染的部分之間的良好視覺辨別力。

根據(jù)實施例，用戶可以基于在增強的圖像中所顯示的污染物質(zhì)的顏色來識別污染物質(zhì)的類型。例如，可以將銹顯示為橘色和紅色的陰影?？梢詫Ⅺ}顯示為灰色的陰影?？梢詫⑽酃革@示為褐色的陰影。例如，清潔、未被污染的表面可能看起來是白色。此外，可以通過將所獲取的數(shù)字成像數(shù)據(jù)與所加載的表面預(yù)處理比較標準進行比較來量化表面預(yù)處理的水平或等級。

此外，用戶可能不僅能夠辨別特定類型的污染物質(zhì)的存在，而且能夠基于顏色來至少定量地辨別在表面的任何成像部分上的污染物質(zhì)的量。而且，根據(jù)實施例，可以確定并且數(shù)字地向用戶顯示污染物質(zhì)的定量的量。例如，可以向用戶顯示被污染的表面的百分比。可以至少部分地通過將在示出了污染物質(zhì)的圖像中的像素的數(shù)量(例如，指示銹的紅色和橘色像素的數(shù)量)除以圖像中的像素的總數(shù)量來實現(xiàn)這一點。

圖10是用于識別和/或量化在待涂覆的基材上的表面污染水平的檢查方法1000的示例性實施例的流程圖。表面特性可以包括但不限于待涂覆基材上的表面污染水平以及表面變化。再次，基材的表面可能或者可能沒有被污染有例如銹、鹽或者污垢。在所述方法的步驟1010中，對待涂覆基材的表面進行數(shù)字成像，以獲取數(shù)字成像數(shù)據(jù)。例如，用戶可以使用采用平板計算機的形式的RTDIP設(shè)備530來對基材的表面進行成像。根據(jù)實施例，獲取單個圖像可能是足夠的。在步驟1020中，對數(shù)字成像數(shù)據(jù)進行數(shù)字處理，以增強數(shù)字成像數(shù)據(jù)中的顏色之間的差異，由此生成增強的數(shù)字成像數(shù)據(jù)(例如，顏色差異可能是30度或更高)。顏色差異可以幫助在增強的數(shù)字成像數(shù)據(jù)中的被污染的像素和未被污染的像素之間進行辨別，并且?guī)椭谠鰪姷臄?shù)字成像數(shù)據(jù)中的不同類型的污染之間進行辨別。使用肉眼來直接觀看基材的表面時，這種辨別對于用戶而言可能不是非常明顯的。

在步驟1030中，對增強的數(shù)字成像數(shù)據(jù)進行數(shù)字處理，以量化基材上的表面污染水平。例如，可以生成表示被污染的成像表面的百分比的數(shù)值。作為另一個示例，可以計算增強的數(shù)字成像數(shù)據(jù)上的像素顏色的標準差并且使其與成像表面上的污染量相關(guān)。在步驟1040中，顯示表面污染水平的可視化表示，并且可選擇地顯示增強的數(shù)字成像數(shù)據(jù)的可視化表示。例如，可以將表面污染水平向用戶顯示為數(shù)值，并且可以向用戶指示增強的數(shù)字成像數(shù)據(jù)的可視化表示，其中，大部分污染存在于基材的表面上。一旦清潔了待涂覆基材的表面，用戶就可以再次執(zhí)行檢查方法1000，以驗證污染水平在可接受的限制內(nèi)。可以使用類似的步驟來識別和量化表面變化。

根據(jù)實施例，作為示例，參照圖9和圖10，RTDIP設(shè)備530的RTDEI軟件應(yīng)用158可以在施涂前檢查模式下采用邊緣增強技術(shù)、壓縮技術(shù)和閾值化技術(shù)的組合來允許用戶更加迅速且容易地確定待涂覆基材的表面上的污染的存在和定量的量。此外，根據(jù)實施例，RTDIP設(shè)備530的RTDEI軟件應(yīng)用158可以在施涂前檢查模式下采用壓縮技術(shù)、遮蔽技術(shù)和關(guān)聯(lián)技術(shù)的組合來允許用戶更加準確地確定污染的類型(例如，銹、鹽、污垢)。

在進行涂覆之后，可以將RTDIP設(shè)備的實施例用于進行檢查，以增強問題區(qū)域(比如，點缺陷或微裂紋)，在所述問題區(qū)域中，涂層厚度不正確或者所施涂的涂層可能具有不正確的混合比。

圖11展示了在已經(jīng)施涂涂層之后(所施涂的涂層可能或者可能不在此點干燥或固化)，實時數(shù)字成像和處理設(shè)備530被用于檢查所涂覆的表面并且顯示示出了在所涂覆的表面上的局部點處的涂層厚度變化的增強圖像1110的示例性實施例。如在圖像1110的中心部分可以看到的，存在明顯大量的涂層厚度變化。檢查員可以使用增強圖像作為應(yīng)當(dāng)修正(例如，通過重新施涂涂層)在局部點中的涂層的證明。在其他實施例中，可以將RTDIP設(shè)備用于檢查大的區(qū)域，以使具有不同厚度的區(qū)域可視化或者使可能具有其他問題(比如，錯誤的部件混合比)的涂層的區(qū)域可視化。

作為示例，參照圖11，RTDIP設(shè)備530的RTDEI軟件應(yīng)用158可以在施涂后檢查模式下采用對比度增強技術(shù)、直方圖均衡化技術(shù)、顏色映射技術(shù)和放大技術(shù)的組合。

通常，在將涂層施涂到基材上之后，檢查員可以在檢查模式下為了質(zhì)量保證的目的而使用RTDIP設(shè)備來檢測、識別、量化(計量)、和記錄的所產(chǎn)生的涂層狀態(tài)。例如，可以計算涂層的增強的數(shù)字成像數(shù)據(jù)上的像素顏色的標準差，并且將其與基材上的涂層厚度的偏差量(或者涂層厚度的均勻度量)相關(guān)。

圖12展示了實時數(shù)字成像和處理(RTDIP)設(shè)備1200被用于使用雙光譜成像來施涂和檢查所涂覆的表面的示例性實施例。圖13展示了實時數(shù)字成像和處理(RTDIP)設(shè)備1200的示例性實施例的系統(tǒng)框圖。RTDIP設(shè)備1200包括對應(yīng)于第一電磁頻譜的第一傳感器1310以及對應(yīng)于第二電磁頻譜的第二傳感器1320(見圖13)，而不是具有對應(yīng)于單個電磁頻譜(例如，可見光)的單個攝像機151。例如，根據(jù)實施例，第一傳感器1310是可見光譜彩色攝像機，并且第二傳感器1320是近紅外(NIR)視頻傳感器。

如之前在本文中所描述的，用戶可以使用RTDIP設(shè)備1200來進行涂層施涂或者涂層檢查。然而，在圖12的實施例中，RTDIP設(shè)備1200同時獲取第一頻譜和第二頻譜兩者中的數(shù)字成像數(shù)據(jù)。圖12示出了可見光譜數(shù)字成像數(shù)據(jù)1210的顯示表示和NIR光譜數(shù)字成像數(shù)據(jù)1220的顯示表示。之后，RTDIP設(shè)備1200處理并且組合數(shù)字成像數(shù)據(jù)1210和1220的多個源，以形成數(shù)字合成成像數(shù)據(jù)1230。可以使用在本文中所描述的圖像處理技術(shù)的各種組合中的任何組合來從數(shù)字成像數(shù)據(jù)1210和1220的雙源中生成數(shù)字合成成像數(shù)據(jù)。

作為示例，參照圖12和圖13，RTDIP設(shè)備的RTDEI軟件應(yīng)用158可以在施涂后檢查模式下采用空間圖像對齊技術(shù)、多光譜帶比值法技術(shù)、閾值化技術(shù)、和顏色映射技術(shù)的組合。

在實施例中，可以在設(shè)備1200中將兩個傳感器1310和1320在空間上彼此對齊，從而使得不必執(zhí)行處理以將來自兩個傳感器的圖像數(shù)據(jù)對齊。例如，可以定位并校準傳感器的鏡頭，以確?？梢姽庾V數(shù)據(jù)的幀在空間上與NIR光譜數(shù)據(jù)的幀對齊。根據(jù)另一個實施例，執(zhí)行對齊處理，以在執(zhí)行用于生成數(shù)字合成成像數(shù)據(jù)1230的處理之前，將來自兩個傳感器的原始圖像數(shù)據(jù)對齊。例如，可以采用空間對準算法來在空間上將可見光譜數(shù)據(jù)的像素與NIR光譜數(shù)據(jù)的像素對齊或者相匹配。這種空間對準算法可以是從實施最先進的對齊技術(shù)的成熟算法到在一個或多個空間方向上簡單地將已知的、校準的偏移應(yīng)用到圖像數(shù)據(jù)的簡單偏移程序的任何事物。

根據(jù)替代性實施例，RTDIP設(shè)備可以包括單個多光譜數(shù)字傳感器，其中，單個傳感器能夠感測可見光譜輻射和非可見(例如，紅外光譜)輻射兩者。例如，單個傳感器可以包括與紅外光譜傳感器陣列交織的可見光譜傳感器陣列，允許同時獲取和形成可見光譜圖像數(shù)據(jù)和NIR光譜圖像數(shù)據(jù)兩者?？商娲兀瑔蝹€傳感器可以在獲取可見光譜圖像數(shù)據(jù)與NIR光譜圖像數(shù)據(jù)之間在例如幀對幀的基礎(chǔ)上采用時間共享的方式來交替。在兩種情況下，形成單獨的可見光譜圖像數(shù)據(jù)的集合和NIR光譜圖像數(shù)據(jù)的集合并將其提供給處理部件153。在這種單個傳感器實施例中，固有地實現(xiàn)對可見光譜圖像數(shù)據(jù)和NIR光譜圖像數(shù)據(jù)的空間對準。

根據(jù)實施例，數(shù)字合成成像數(shù)據(jù)1230提供對所施涂的涂層厚度的比單獨的可見光譜數(shù)字成像數(shù)據(jù)1210或者單獨的非可見(例如，NIR)光譜數(shù)字成像數(shù)據(jù)1220更好的辨別力。這是因為可見光譜數(shù)字成像數(shù)據(jù)1210提供非可見光譜數(shù)字成像數(shù)據(jù)1220沒有提供的信息，反之亦然。因此，根據(jù)實施例，在顯示屏幕152上向用戶顯示正是數(shù)字合成成像數(shù)據(jù)1230，而不是可見光譜數(shù)字成像數(shù)據(jù)1210或非可見光譜成像數(shù)據(jù)1220。然而，作為選項，用戶可能能夠經(jīng)由用戶界面154來選擇顯示哪一個光譜圖像(合成的、可見的、非可見的)。還有可能使用其他非可見類型的電磁頻譜(例如，如x射線、紫外線、和微波)。

預(yù)測模式

根據(jù)實施例，可以使用RTDIP設(shè)備來實時地(例如，實時全景的)對待涂布物體(例如，房間)進行成像，并且處理所獲取的圖像數(shù)據(jù)，以在圖像數(shù)據(jù)中將一種或多種顏色應(yīng)用到物體的表面(例如，墻、天花板或者地面)上。

圖14展示了房間的若干數(shù)字處理圖像的示例性實施例，每一個圖像數(shù)字地強加不同的顏色，示出了如果房間被涂布有不同的顏色(例如，在分幀模式下所示出的)的話房間將看起來如何。如在本文中所示出的，圖14受限于灰度顏色。然而，根據(jù)實施例，可以應(yīng)用可見光顏色的全光譜。

作為示例，用戶可以使用RTDIP設(shè)備(例如，采用智能電話的形式)來從存儲在RTDIP設(shè)備中的數(shù)字顏色調(diào)色板或色卡(Fan Deck)中選擇顏色。之后，用戶可以實時地對房間進行成像(或者，可選擇地，僅獲取房間的單個圖像)。當(dāng)RTDIP設(shè)備對房間進行成像時，RTDIP設(shè)備處理圖像數(shù)據(jù)，以找到圖像數(shù)據(jù)內(nèi)限定房間內(nèi)的墻、地面、天花板和物體的邊界。RTDIP設(shè)備進一步處理圖像數(shù)據(jù)，以識別與房間內(nèi)單獨的墻、地面、天花板和物體相關(guān)聯(lián)的像素。最后，RTDIP設(shè)備可以將所選擇的顏色應(yīng)用到與例如墻相關(guān)聯(lián)的像素上。根據(jù)實施例，用戶可以在RTDIP設(shè)備上觀看房間的圖像并且選擇將所選擇的(多個)顏色應(yīng)用到哪些表面(墻、天花板、地面)上。

以此方式，用戶可以在RTDIP設(shè)備的顯示器上觀看在墻被涂布有所選擇的顏色的情況下，房間將看起來如何。如果用戶不喜歡模擬涂布的墻的樣子，那么用戶可以從數(shù)字顏色調(diào)色板或色卡中選擇不同的顏色，直到用戶找到可接受的顏色為止。一旦用戶選定顏色，用戶就可以訂購或者購買對應(yīng)于該顏色的油漆并相應(yīng)地對墻進行涂布。

可替代地，用戶可以調(diào)整被應(yīng)用到圖像數(shù)據(jù)上的各種濾波器、掩模和層，以指向用戶可接受的顏色，而不是直接從數(shù)字顏色調(diào)色板或色卡中選擇顏色。一旦用戶已經(jīng)指向可接受的顏色，就可由RTDIP設(shè)備生成可以用于訂購對應(yīng)于該顏色的油漆的顏色識別符或代碼。

而且，根據(jù)實施例，除了顏色以外，用戶還可以選擇光澤類型(例如，無光澤的、低光澤的、半光澤的、光澤的、全光澤的)。根據(jù)實施例，可以使用光譜濾波和IHS變換的組合來建立特定光澤類型。所述實施例還可以向用戶顯示可預(yù)測的錯誤(即，根據(jù)光照條件和其他因素，所選擇的顏色/光澤在房間中可能看起來像什么的范圍)。

此外，根據(jù)實施例，RTDIP設(shè)備可以計算在圖像數(shù)據(jù)內(nèi)所識別的各種墻、天花板和地面的面積(例如，平方英尺)，并且向用戶提供計算的面積信息。以此方式，用戶可以確定訂購多少具有特定顏色的油漆。根據(jù)實施例，RTDIP設(shè)備使用3D感測和映射技術(shù)(例如，如類似于微軟的KinectFusion^TM的技術(shù))來將房間映射到三維中并且確定個別墻、天花板和地面的尺寸。RTDIP設(shè)備可以根據(jù)這些尺寸來計算面積(例如，平方英尺)。根據(jù)其他實施例(例如，激光技術(shù)、聲納技術(shù))，用于確定房間的尺寸的其他技術(shù)也是有可能的。根據(jù)各種實施例，也可以將這種尺寸確定技術(shù)應(yīng)用于檢查和施涂場景。

圖15展示了房間的數(shù)字處理圖像的示例性實施例，數(shù)字地強加兩種顏色，示出了如果房間的第一部分被涂布有第一顏色1510并且房間的第二部分被涂布有第二顏色1520的話房間將看起來如何。再次，用戶可以選擇或指向兩種顏色并且指示RTDIP設(shè)備使用在本文中所描述的技術(shù)來在圖像數(shù)據(jù)中將兩種顏色應(yīng)用到不同的墻、天花板或地面上。

根據(jù)實施例，作為示例，參照圖14和圖15，RTDIP設(shè)備540的RTDEI軟件應(yīng)用158可以在施涂前預(yù)測模式下采用3D感測和映射技術(shù)、空間濾波技術(shù)、圖像分割技術(shù)、和顏色映射技術(shù)的組合來允許用戶觀看如果房間被涂布有特定顏色的話房間將看起來如何。

安全和執(zhí)法模式

圖16展示了公路上的交通場景的數(shù)字處理圖像的示例性實施例，突顯了具有特定顏色的車輛。由RTDIP設(shè)備所獲取的圖像數(shù)據(jù)可以應(yīng)用濾波器來例如僅顯示具有特定綠色的車輛。在繁忙的公路交通中尋找具有特定顏色的車輛時，這種實施例對于執(zhí)法而言可能是有用的。所述實施方式可以是實時的，并且用戶可以選擇濾波器。在圖16中，通過虛線圓圈來描畫興趣車輛(即，具有所選擇的顏色)的輪廓。

根據(jù)實施例，作為示例，參照圖16，RTDIP設(shè)備510的RTDEI軟件應(yīng)用158可以在執(zhí)法模式下采用光譜濾波技術(shù)和時域濾波技術(shù)的組合來允許用戶觀看在公路上的在所選擇的顏色范圍(例如，紅色陰影的范圍)內(nèi)的車輛。

圖17示出了在進行圖像處理之前，商店場景的第一圖像1710的示例性實施例，以及在進行圖像處理以突顯正常場景的變化之后，相同的商店場景的第二圖像1720的示例性實施例。正常的商店場景可以是不存在人員時，在某些光照條件下的商店的圖像。在經(jīng)處理的第二圖像1720中，柔化或者減弱(背景減弱)對應(yīng)于正常場景(背景)的顏色，而增強對應(yīng)于商店中的新物體(例如，人員)的顏色。在圖17的第二圖像1720中，通過虛線圓圈來描畫增強的物體的輪廓。

根據(jù)實施例，作為示例，參照圖17，RTDIP設(shè)備150的RTDEI軟件應(yīng)用158可以在安全模式下采用圖像相減技術(shù)、壓縮技術(shù)和IHS變換技術(shù)的組合來允許用戶在穿戴著RTDIP設(shè)備150在商店中四處走動時觀看商店中的場景內(nèi)的最近改變的物體或者新的物體。

以此方式，監(jiān)測商店的圖像或視頻的保安人員可以容易地看到侵入者在下班后的什么時候處于商店中。根據(jù)實施例，RTDIP設(shè)備被安裝在商店內(nèi)，產(chǎn)生第二圖像數(shù)據(jù)1720。保安人員可以位于遠離RTDIP設(shè)備的位置，在經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)與RTDIP設(shè)備通信的個人計算機上監(jiān)看第二圖像數(shù)據(jù)1720(例如，類似于在本文中的圖8)。根據(jù)實施例，RTDIP設(shè)備至少部分地使用圖像相減技術(shù)來在商店中的正常場景與新物體之間進行區(qū)分。

RTDIP設(shè)備和方法的其他可能的用途包括符號檢測和增強、場景的低光增強、以及針對色盲人員而處理(例如，濾波)圖像(例如，允許色盲人員容易地看到交通燈什么時候是紅色的或者綠色的)。此外，可以將RTDIP設(shè)備和方法用于確定涂層在什么時候完全固化或干燥。涂層產(chǎn)品可能隨著固化或干燥(例如，設(shè)計的著色異常)而改變顏色。然而，這種顏色變化對于肉眼而言是微妙的?？梢詫TDIP設(shè)備的實施例用于允許用戶清楚地辨別所施涂的涂層距離固化或者干燥有多長時間。設(shè)計的著色異常是經(jīng)歷了由某種形式的刺激而引起的過程而產(chǎn)生的可逆顏色變化的物質(zhì)(例如，由于蒸發(fā)而造成的固化)。除了監(jiān)測固化以外，也可以在其他場景中使用設(shè)計的著色異常。

根據(jù)實施例，RTDIP設(shè)備能夠記錄數(shù)字成像數(shù)據(jù)(視頻或靜止圖像)以供隨后回放。根據(jù)實施例，RTDIP設(shè)備包括規(guī)定了對數(shù)字成像數(shù)據(jù)進行標記(即，數(shù)字成像數(shù)據(jù)與位置的關(guān)聯(lián)性)的基于位置的服務(wù)能力(例如，使用GPS接收器)。以此方式，獲取數(shù)字成像數(shù)據(jù)的地理位置可以與數(shù)字成像數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。

校準

根據(jù)各種實施例，可以對RTDIP設(shè)備進行校準，以針對施涂、檢查和預(yù)測場景而提供準確和可靠的用途。在一個實施例中，校準過程可以使基材、涂層和光源(以及其他變量，例如，如鏡頭)與標準相關(guān)。這種校準過程可以使用所存儲的基材或涂層標準，或者可以包括獲取和存儲靜止圖像。類似地，可以通過獲取和存儲已知標準的靜止圖像來獲得光源確定。這種標準可以像一張白紙那么簡單或者像所提供的有可能內(nèi)置在設(shè)備中或者裝備有設(shè)備(例如，RTDIP設(shè)備的攜帶箱的內(nèi)部上的色卡)的物理標準那么精確。

例如，根據(jù)光源，不同的光源可能使物體好像具有不同的顏色。根據(jù)實施例，可以使用RTDIP設(shè)備來實施校準程序，以補償光源對物體的顏色的影響。例如，可以數(shù)字地將“真正的白”色存儲在RTDIP設(shè)備的表示在基本上理想的光照條件(例如，光照均勻地提供可見光譜中的所有顏色)下的真正的白色物體看起來像什么的存儲器中。以此方式，RTDIP設(shè)備可以“知道”在理想的光照條件下“真正的白色”物體看起來像什么。

接下來，可以在當(dāng)前(例如，非理想的)光照條件下使用RTDIP設(shè)備來獲取一張白紙或者已知為白色的其他某種物理標準物體的圖像。之后，RTDIP設(shè)備可以將所存儲的“真正的白”色與在當(dāng)前、非理想光照條件下所獲取的白色物體的圖像的顏色進行比較，以生成補償值。隨后，可以將此補償值應(yīng)用到在當(dāng)前光照條件下所獲取的基材或涂層的圖像，以補償非理想光照條件。

以此方式，可由RTDIP設(shè)備來生成表示基材或涂層的真正顏色的數(shù)字成像數(shù)據(jù)。一旦實現(xiàn)了對光照條件的這種校準，就可以執(zhí)行對所獲取的數(shù)字成像數(shù)據(jù)的隨后圖像處理，以提供數(shù)字成像數(shù)據(jù)中的顏色之間的更好的辨別力(例如，以更容易地在涂層厚度之間進行辨別)。

作為另一個校準示例，在進行涂覆之前要檢查對候選基材的污染時，RTDIP設(shè)備可以提供加載的未被污染的(理想的)基材看起來是什么樣的標準。例如，加載的理想基材的標準可以源自于在“理想的”光照條件下獲取清潔、未被污染的基材的數(shù)字成像數(shù)據(jù)?？梢詫⒖赡芫哂形廴镜暮蜻x基材的任何隨后獲取的圖像與加載的標準進行比較，以生成差異數(shù)據(jù)。差異數(shù)據(jù)可由RTDIP設(shè)備用于創(chuàng)建示出了污染存在于候選基材上的哪個位置的圖像，以供顯示。

此外，一旦清潔并且確定候選基材是無污染的，就可以在當(dāng)前光照條件下獲取該清潔的候選基材的圖像，并將其與加載的標準進行比較，以確定對候選基材進行涂覆時可以隨后應(yīng)用到所獲取的數(shù)字成像數(shù)據(jù)上的補償值。以此方式，可以實現(xiàn)對由于底層基材而引起的涂層顏色差異的補償，并且可以確定涂層厚度的準確估計。

作為進一步校準示例，可以在已經(jīng)將涂層應(yīng)用到基材上很久以后(例如，數(shù)年后)執(zhí)行應(yīng)用后檢查。在已經(jīng)應(yīng)用涂層之后不久，可由RTDIP設(shè)備獲取固化的涂層的圖像。可以更晚地獲取涂層的另一個圖像，并且將其與原始涂層進行比較。涂層可以被設(shè)計成具有鉻的特性，從而使得涂層的顏色可以隨著pH、磨損、溫度或者其他某種環(huán)境參數(shù)而變化。例如，涂層可以被設(shè)計成當(dāng)腐蝕在涂層下(例如，在涂層與基材之間)發(fā)展時，改變顏色。RTDIP設(shè)備可以被配置成用于將原始圖像(例如，數(shù)年前獲取的)與當(dāng)前圖像進行比較，以檢測和增強由于腐蝕而引起的這種顏色變化，允許檢查員在即使基材仍處于涂覆狀態(tài)的情況下確定任何發(fā)展中的腐蝕問題。

總之，公開了提供用于涂層預(yù)測、施涂和檢查的實時數(shù)字增強成像的系統(tǒng)和方法。實時數(shù)字成像和處理設(shè)備提供對所獲取的數(shù)字成像數(shù)據(jù)的實時圖像獲取、處理和顯示，以允許用戶辨別除了可以使用肉眼來辨別的變化以外的涂層和/或基材變化。實時數(shù)字成像和處理設(shè)備還可以提供涂覆前和涂覆后檢查能力以及涂層預(yù)測能力。

雖然已經(jīng)參照某些實施例描述了本申請的所要求保護的主題，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，在不脫離所要求保護的主題的范圍的情況下可以做出各種改變并且可以代替等效物。此外，可以進行許多修改，以使具體的情況或材料適應(yīng)所要求保護的主題的教導(dǎo)而不脫離其范圍。因此，所要求保護的主題不旨在局限于所公開的特定實施例，而是所要求保護的主題將包括落入所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的所有實施例。

例如，可以在執(zhí)行指令(例如，軟件指令)以執(zhí)行在本中所公開的操作的各種類型的數(shù)據(jù)處理器環(huán)境上(例如，在一個或多個數(shù)據(jù)處理器上)實施所述系統(tǒng)和方法。非限制性示例包括在單個通用計算機或工作站上、或者在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上、或者在客戶端-服務(wù)器配置中、或者在應(yīng)用服務(wù)提供商配置中的實施方式。例如，可以在許多不同類型的處理設(shè)備上通過包括設(shè)備處理子系統(tǒng)可執(zhí)行的程序指令的程序代碼來實施在本文中所述的方法和系統(tǒng)。軟件程序指令可以包括源代碼、目標代碼、機器代碼、或者可操作用于使處理系統(tǒng)執(zhí)行在本文中所描述的方法和操作的任何其他所存儲的數(shù)據(jù)。然而，可以使用其他實施方式，比如，固件或者甚至被配置成用于執(zhí)行在本文中所描述的方法和系統(tǒng)的適當(dāng)設(shè)計的硬件。

應(yīng)進一步注意的是，所述系統(tǒng)和方法可以包括經(jīng)由用于與一個或多個數(shù)據(jù)處理設(shè)備通信的網(wǎng)絡(luò)(例如，局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、其組合等)、光纖介質(zhì)、載波、無線網(wǎng)絡(luò)等來傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號。數(shù)據(jù)信號可以承載在本文中所公開的向或從設(shè)備中提供的數(shù)據(jù)中的一些數(shù)據(jù)或所有數(shù)據(jù)。

可以在一種或多種不同類型的計算機實現(xiàn)的數(shù)據(jù)存儲裝置(比如，不同類型的存儲設(shè)備和編程構(gòu)造(例如，RAM、ROM、閃存、平面文件、數(shù)據(jù)庫、編程數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編程變量、IF-THEN(或類似類型)語句構(gòu)造等))中存儲和實施所述系統(tǒng)的和方法的數(shù)據(jù)(例如，關(guān)聯(lián)、映射、數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)輸出、中間數(shù)據(jù)結(jié)果、最終數(shù)據(jù)結(jié)果等)。應(yīng)當(dāng)注意的是，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述了格式，以供用于將數(shù)據(jù)組織和存儲在數(shù)據(jù)庫、程序、存儲器、或者供計算機程序使用的其他計算機可讀介質(zhì)中。

作為圖示，圖18在1802處描繪了可以在本文中所描述的系統(tǒng)和方法內(nèi)使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1802包括將光譜響應(yīng)與涂層厚度相互關(guān)聯(lián)的映射數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1802可以包括用于存儲光譜響應(yīng)連同其相關(guān)聯(lián)的涂層厚度的值的單獨數(shù)據(jù)庫域。以此方式，可以使用特定光譜響應(yīng)來確定特定涂層的厚度是什么。如果不能針對特定光譜響應(yīng)而獲得確切值，則使用最接近的光譜響應(yīng)值中的兩者之間的插值來確定涂層厚度。在另一個示例中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1802可以存儲用于將光譜響應(yīng)與涂層厚度映射或相互關(guān)聯(lián)的公式或函數(shù)。

應(yīng)當(dāng)注意的是，可以采用許多不同的方式來擴展數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1802，以適應(yīng)即將進行的應(yīng)用。例如，如在圖19上的1902處所示出的，可以擴展映射數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在圖19中，光譜響應(yīng)與涂層厚度之間的相互關(guān)系與光源、基材類型、涂層類型等相關(guān)。在許多不同的情況中，這可以用于比如最小化同色異譜的影響，在所述同色異譜中，涂層在不同的光源下可能好像具有不同的顏色。

作為另一個示例，圖20在2002處描繪了對包含與涂層相關(guān)的元數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的使用。與涂層相關(guān)的元數(shù)據(jù)可以包括隨著圖像數(shù)據(jù)和光譜響應(yīng)數(shù)據(jù)而獲取與將涂層施涂到基材上相關(guān)聯(lián)的如位置、取向、時間/日期、持續(xù)時間、產(chǎn)物、批號、和設(shè)備/操作員等元數(shù)據(jù)。

圖21在2102處描繪了與涂層相關(guān)的元數(shù)據(jù)可以用于如警告和通知操作等目的。例如，如果如由在本文中所描述的方法中的一個或多個方法來確定的所施涂的涂層的厚度超出容差，則確定警告，并且將通知發(fā)送至一個或多個人員，包括涂覆設(shè)備的操作員以及監(jiān)督者。還可以在檢查能力中使用元數(shù)據(jù)，在所述檢查能力中，元數(shù)據(jù)用于識別特定涂層不具有適當(dāng)?shù)幕旌媳?。例如，可以?jīng)由光學(xué)識別符(例如，QR碼)來識別涂層。在本文中所公開的顏色可視化方法用于檢測涂層的混合比是不適當(dāng)?shù)?。這導(dǎo)致將警告通知發(fā)送至批混合計算機系統(tǒng)，以將涂層成分調(diào)整成適當(dāng)混合比。接收警告通知的各種其他用戶可以包括批混合系統(tǒng)的監(jiān)督者和操作員。

可以在包括計算機存儲機制(例如，如CD-ROM、軟磁盤、RAM、閃存、計算機的硬盤驅(qū)動器等非瞬態(tài)介質(zhì))的許多不同類型的計算機可讀存儲介質(zhì)上提供所述系統(tǒng)、方法和軟件指令，所述計算機存儲機制包含用于由處理器執(zhí)行來執(zhí)行所述方法的操作和實施在本文中所描述的系統(tǒng)的指令(例如，軟件)。

可以將在本文中所描述的計算機部件、軟件模塊、功能、數(shù)據(jù)存儲裝置和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)直接或間接地連接至彼此，以便允許需要用于其操作的數(shù)據(jù)的流動。還應(yīng)當(dāng)注意的是，模塊或處理器包括但不限于執(zhí)行軟件操作的代碼單元，并且可以被實施作為例如子程序代碼單元、或者作為軟件功能代碼單元、或者作為物體(如在以物體為導(dǎo)向的范例中)、或者作為小應(yīng)用程序、或者在計算機腳本語言中、或者作為另一種類型的計算機代碼。根據(jù)即將發(fā)生的情況，軟件部件和/或功能可以位于單臺計算機上或者分布在多臺計算機上。

應(yīng)當(dāng)注意的是，如在本文中的說明書中和貫穿隨后的權(quán)利要求書所使用的，除非上下文另外明確指明，否則“一個(a)”、“一個(an)”以及“所述”的含義包括復(fù)數(shù)對象。而且，如在本文中的說明書中和貫穿隨后的權(quán)利要求書所使用的，除非上下文另外明確指明，否則“在……中”的含義包括“在……中”和“在……上”。最后，如在本文中的說明書中和貫穿隨后的權(quán)利要求書所使用的，除非上下文另外明確指明，否則“和”和“或”的含義包括結(jié)合的和分離的，并且可以互換使用；短語“異或”可以用于指示只有分離的含義適用的情況。