一種基于成像設(shè)備的數(shù)字測色方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于成像設(shè)備的數(shù)字測色方法。首先根據(jù)應(yīng)用需求，選取2～3個照明體或光源，并設(shè)計與拍攝目標樣本介質(zhì)相同的色卡作為訓(xùn)練樣本色卡。然后搭建45o/0o照明拍攝環(huán)境并對成像設(shè)備參數(shù)進行手動設(shè)置。在此基礎(chǔ)上分別獲取訓(xùn)練樣本色卡及目標樣本的數(shù)字化圖像，并分別進行照明均勻性和重復(fù)性校正。然后采用基于多項式等模型實現(xiàn)目標樣本RGB值到所選取的照明體或光源下CIEXYZ三刺激值的預(yù)測，在此基礎(chǔ)上采用偽逆等方法實現(xiàn)光譜值的預(yù)測。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于紡織、印染、印刷、皮革、塑料、涂料、油漆、文物、醫(yī)療、機器視覺、藝術(shù)品數(shù)字典藏及復(fù)現(xiàn)等對彩色圖像獲取有較高顏色精度要求的應(yīng)用領(lǐng)域。
【專利說明】一種基于成像設(shè)備的數(shù)字測色方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于圖像處理領(lǐng)域，具體涉及一種基于成像設(shè)備的數(shù)字測色方法，可以廣泛應(yīng)用于紡織、印染、印刷、皮革、塑料、涂料、油漆、文物、醫(yī)療、機器視覺、藝術(shù)品數(shù)字典藏及復(fù)現(xiàn)等對彩色圖像獲取有較高顏色精度要求的應(yīng)用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]顏色信息一直是紡織、印染、印刷、皮革、塑料、涂料、油漆、醫(yī)療、機器視覺、文物和藝術(shù)品數(shù)字典藏及復(fù)現(xiàn)等應(yīng)用領(lǐng)域中產(chǎn)品生產(chǎn)控制及質(zhì)量優(yōu)劣評測的關(guān)鍵核心指標之一。目前在實際應(yīng)用中主要通過目視法、色度計和分光光度計等方法對物體的顏色信息進行定性或定量化描述。目視法較為簡單，但顏色描述精度受照明環(huán)境光源光譜分布、背景、環(huán)境、觀察角度和觀察者生理心理等因素的影響，顏色描述結(jié)果具有較大的主觀隨意性。色度計能夠獲取物體的色度顏色信息，但不能測量得到更能反映物體本征顏色信息的光譜反射比信息。分光光度計可以測量得到物體的光譜反射比信息，但一般結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、價格昂貴且測色速度慢。在實際應(yīng)用中利用色度計和分光光度計測色時還存在只能進行單點測量、不能獲取物體的整體圖像顏色信息的缺點，另外對物體大小和形態(tài)也有特殊要求，不能測量小的、不規(guī)則的、濕的、易碎的、有紋理特性的物體。
[0003]數(shù)字成像測色系統(tǒng)可以有效解決目視法、色度計和分光光度計等測色設(shè)備在測色過程中存在的問題。數(shù)字成像測色系統(tǒng)采用非接觸成像方式測量顏色，使得其測量對象受物體物理條件限制較小且可以有效提高測色效率，另外，用數(shù)字圖像文件格式描述測色結(jié)果，可通過網(wǎng)絡(luò)化傳輸完成遠程測量與評估，并可以進行多樣化分析，獲得更全面的顏色信息。但目前已取得廣泛應(yīng)用的數(shù)碼相機和掃描儀等數(shù)字成像設(shè)備只能夠獲取物體的RGB信息。RGB顏色空間為設(shè)備相關(guān)顏色空間，只能描述該成像設(shè)備在特定場景及參數(shù)設(shè)置下對應(yīng)的顏色信息，換另外一種成像設(shè)備，會得到不同的RGB測量結(jié)果。因此需將RGB值轉(zhuǎn)換為CIE色度值或光譜值，才能真正實現(xiàn)基于成像設(shè)備的數(shù)字測色。RGB空間為三維顏色空間，而有效表征物體可見光光譜反射比信息需要31維空間。因此目前提出的大部分方法都是在特定照明及觀察環(huán)境下建立RGB顏色空間與諸如CIEXYZ或CIE1976L*a*b*等設(shè)備無關(guān)顏色空間之間的對應(yīng)關(guān)系，實現(xiàn)成像設(shè)備RGB空間到CIE色度三維空間的轉(zhuǎn)換，即實現(xiàn)色度測色。該方法存在同色異譜問題，所建立的轉(zhuǎn)換關(guān)系只在特定的照明和觀察環(huán)境下適用，當(dāng)照明或觀察環(huán)境發(fā)生變化時，需要重新建立新的顏色轉(zhuǎn)換關(guān)系。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種基于成像設(shè)備的數(shù)字測色方法。該方法主要包括以下步驟: [0005]步驟一:根據(jù)實現(xiàn)物體測色的目標照明體或光源的光譜輻射強度分布情況，挑選多個照明體或光源。
[0006]步驟二:設(shè)計用于實現(xiàn)模型預(yù)測的訓(xùn)練樣本色卡。訓(xùn)練樣本色卡材質(zhì)應(yīng)與待測物體材質(zhì)相同，色卡色域能夠覆蓋待測物體的顏色范圍，訓(xùn)練樣本色卡中色塊顏色均勻分布在色域空間中。
[0007]步驟三:用分光光度計分別測量訓(xùn)練樣本色卡中各個色塊的光譜反射比，然后按照式(I)和(2)計算各個色塊在所選取照明體和光源下的CIEXYZ三刺激值。
【權(quán)利要求】
1.一種基于成像設(shè)備的數(shù)字測色方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 步驟一:根據(jù)實現(xiàn)物體測色的目標照明體或光源的光譜輻射強度分布情況，挑選多個照明體或光源； 步驟二:設(shè)計用于實現(xiàn)模型預(yù)測的訓(xùn)練樣本色卡；訓(xùn)練樣本色卡材質(zhì)應(yīng)與待測物體材質(zhì)相同，色卡色域能夠覆蓋待測物體的顏色范圍，訓(xùn)練樣本色卡中色塊顏色均勻分布在色域空間中； 步驟三:用分光光度計分別測量訓(xùn)練樣本色卡中各個色塊的光譜反射比，然后按照式(I)和(2)計算各個色塊在所選取照明體和光源下的CIEXYZ三刺激值；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于成像設(shè)備的數(shù)字測色方法，其特征在于，所述的照明體或光源數(shù)目以2~3個。
【文檔編號】G01J3/46GK103954362SQ201410175148
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月25日
【發(fā)明者】張顯斗, 王萌萌 申請人:杭州電子科技大學(xué)