一種基于數碼影像技術非接觸式顏色檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種檢測方法，尤其是涉及一種基于數碼影像技術非接觸式顏色檢測 方法。
【背景技術】
[0002] 在日常工農業生產實踐中，常常需要對被測物品外觀顏色復制再現的質量進行評 價和控制，目前常用的技術手段是肉眼目視觀察或測色儀器測量。肉眼目視觀察即將標準 樣和批次樣放置于標準光源對色觀察箱內由經過培訓的熟練技術人員肉眼比對兩者之間 的差異，并做出是否符合要求的判斷。測色儀器測量即將標準樣和批次樣分別使用儀器獲 取各自的色度學參數，計算兩者之間的色差，并做出是否符合要求的判斷。
[0003]肉眼目視觀察是在符合國際CIE標準規定的標準光源對色觀察箱內由經過培訓的 熟練技術人員完成，但是目視觀察法易受使用的標準光源其光譜相對功率分布的精確程度 對物體表面呈現的顏色有直接影響，加上觀察者的情緒，生理和心理因素等影響，因而主觀 性很強，重復性很差。不同的觀察者在不同的標準光源對色觀察箱內給出的評判結果差異 很大，即使是同一觀察者，不同時期的觀察結果也有很大的差別，故此在被測物品生產、銷 售、消費供應鏈上，因為目視評判的差異性會產生諸多的糾紛。
[0004] 測色儀器測量的方式雖然可以盡量減少人為因素的影響，給出可靠的客觀的和可 重復的測量鑒定結果，但傳統的測色儀器因儀器本身原理和結構的限制，無法測量彩色圖 像，曲面或凹凸不平、顏色混合、著色不均勻或不規則的物體表面顏色。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種可以減少人為因數的影響，又能 檢測彩色圖像、曲面、凹凸不平、顏色混合、著色不均勻或不規則的物體表面顏色的基于數 碼影像技術非接觸式顏色檢測方法。
[0006] 本發明采用以下技術方案：一種基于數碼影像技術非接觸式顏色檢測方法，通過 數碼相機采集標準色卡在對色觀察箱中標準光源下的圖像顏色數據，圖像顏色數據結合標 準色卡的XYZ光譜三刺激值得到兩者的轉換關系;使用數碼相機測量標準樣和批次樣在對 色觀察箱中標準光源下的圖像顏色數據，通過標準色卡獲得的轉換關系，計算出標準樣和 批次樣的XYZ光譜三刺激值，基于兩者XYZ光譜三刺激值計算相關色差，根據被測物品質量 的要求進行顏色是否符合要求的判斷。
[0007] 作為一種改進，其中標準色卡的XYZ光譜三刺激值為通過測色儀器獲得或者使用 標準色卡本身的標注值。
[0008] 作為一種改進，其中標準光源包括日光燈，日光燈為鹵鎢燈配合濾光器并結合窄 波LED光源補償實現的模擬日光光源，鹵鎢燈配合濾光器并結合窄波LED光源進行顏色測 試。
[0009] 作為一種改進，標準光源還包括紫外燈，紫外燈可單獨工作或在與鹵鎢燈、窄波 LED光源同時工作時補償紫外能量。
[0010] 作為一種改進，標準光源還包括白熾燈、日落燈或熒光燈中的一種或者多種，白熾 燈、日落燈、熒光燈分別單獨工作進行顏色測試。
[0011] 作為一種改進，圖像顏色數據到XYZ三刺激值的轉換關系的計算方法如下：
[0012] 獲取標準色卡上的N個色塊的圖像顏色數據，獲取標準色卡上N個色卡的XYZ光譜 三刺激值，建立兩者之間的多項式回歸模型，計算出兩者之間的轉換矩陣;多項式回歸模型 如下：
[0014]式中R為紅光信號，G為綠光信號，B為藍光信號，X、Y、Z為三刺激值，令矩陣
，即公式（1)可表示為Η=ΙΜ，Μ為需要求解的矩陣系數，基于最小二乘法， 變換矩陣Μ可由下式求解：
[0015] M=(ITI)_1ITH (2)
[0016] 式中Ιτ表示I的轉置。
[0017] 作為一種改進，通過在對色觀察箱上方設置光源，配合上方的數碼相機進行顏色 采集;所述數碼相機可設置在對色觀察箱上方中部或對色觀察箱上方側面開口處；當數碼 相機設置在對色觀察箱上方中部時，被測物品直接放置于對色觀察箱底板上或放置于與觀 察箱底板平行的基板上；當數碼相機設置在對色觀察箱上方側面開口處時，數碼相機與底 板成45度夾角，并在底板上設置與數碼相機正對的基板，基板與底板成45度夾角，在基板上 放置被測物品。
[0018] 作為一種改進，在對色觀察箱的側面開口處設置窗簾，放下窗簾時對色觀察箱形 成密閉不透光空間，數碼相機在密閉不透光空間中工作進行顏色采集;打開窗簾時可由數 碼相機工作進行顏色采集或者由測試人員人工測試。
[0019] 本發明的有益效果:通過數碼相機獲取圖像顏色數據，根據轉換關系得到ΧΥΖ光譜 三刺激值進而可以計算相關的色度學參數。排除了肉眼觀察的人為影響因數，比肉眼觀察 的方式測試結果準確度更高更可靠。通過數碼相機獲取圖像顏色數據的方式能夠對傳統測 色儀器所不能檢測的彩色圖像、曲面或凹凸不平、顏色混合、著色不均勻或不規則的物體表 面顏色進行測量，使用范圍更加廣泛。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明的流程不意圖。
[0021] 圖2是本發明的對色觀察箱的側面剖視圖一。
[0022] 圖3是本發明的對色觀察箱的側面剖視圖二。
[0023] 圖4是本發明的對色觀察箱的內部仰視圖。
[0024] 圖中：1、數碼相機;2、基板;3、底板;4、鹵鎢燈;5、濾光器;6、窄波LED光源;7、白熾 燈;8、日落燈;9、熒光燈;10、紫外燈;11、窗簾。
【具體實施方式】
[0025]以下結合附圖對本發明的具體實施例做詳細說明。
[0026] 如圖1、2、3、4所示，為本發明基于數碼影像技術非接觸式顏色檢測方法的具體實 施方式。如圖1所示，為本發明的流程示意圖，首先獲取標準色卡的圖像顏色數據和ΧΥΖ光譜 三刺激值數據，基于數碼相機1與當前光源得到圖像顏色數據，而ΧΥΖ光譜三刺激值通過測 色儀器獲得或者使用標準色卡本身的標注值得到，結合兩者計算出轉換關系;然后到了被 測物品的測試階段，基于數碼相機1與當前光源獲取標準樣和批次樣的圖像顏色數據，根據 轉換關系計算出標準樣和批次樣的ΧΥΖ光譜三刺激值，根據ΧΥΖ光譜三刺激值進行色度學運 算，如果批次樣與標準樣相比符合要求，則測試結束，批次樣可投入生產;若不符合要求，需 重新制造批次樣，經過數據采集和計算后再與標準樣對比。相對自動化的測試相比人工肉 眼測試更加準確，效率更高，所受外界的干擾較少;而數碼相機1的應用又滿足了不同物品 的測試需求，相比傳統儀器測試范圍更廣。
[0027] 作為一種改進的【具體實施方式】，其中標準光源包括日光燈，日光燈為鹵鎢燈4配合 濾光器5并結合窄波段范圍為350nm-850nm的窄波LED光源6補償實現的模擬日光光源，鹵鎢 燈配合濾光器并結合窄波LED光源進行顏色測試。由鹵鎢燈4通過濾光器5,并經過窄波LED 光源6補償后，光源的質量按CIE標準D照明體規定的同色異譜指數〈0.2A級水平，可以穩定 的模擬日光光源，保證光源的穩定性，使數碼相機1測得的圖像顏色數據符合標準，顏色檢 測結果準確，保證產品質量。另一方面提高了鹵鎢燈4的穩定性，長時間使用的鹵鎢燈4經過 LED燈6補償后射出的補償光線也能符合CIE標準，因此在光源使用過程中不會產生色溫的 變化，通過自動監控來調整補償光線，使得輻照光源的色溫符合標準。
[0028] 作為一種改進的【具體實施方式】，標準光源還包括紫外燈10,紫外燈10與鹵鎢燈4、 窄波LED光源6同時工作時補償紫外能量。鹵鎢燈4透過濾光器5后的光線其360-390nm近紫 外光譜能量只能達到CIE標準D照明體規定的能量的20 %左右，在標準光源中配置36