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专利号: 2022101695479
申请人: 武汉纺织大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于数码相机的织物颜色数字化测量方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,制作纯色织物样本;

步骤2,利用分光光度计测量获得纯色织物的真实颜色数据;

步骤3,利用数码相机拍摄获取纯色织物raw格式数字图像,并提取纯色织物raw响应值;

步骤4,利用数码相机拍摄获取任意目标织物raw格式数字图像,并提取目标织物待测量区域raw响应值;

步骤5,计算待测量区域与所有纯色织物raw响应值之间的欧氏距离和相似系数;

步骤6,对欧氏距离和相似系数进行归一化处理;

步骤7,计算每个纯色织物颜色数据的加权系数;

步骤8,利用每个纯色织物的加权系数对其颜色数据进行加权;

步骤9,对所有纯色织物的加权颜色数据求和,得到目标织物待测量区域的颜色值。

2.如权利要求1所述的一种基于数码相机的织物颜色数字化测量方法,其特征在于:步骤1中,具体制作方法如下;

首先,收集某一类型纯色织物的历史颜色数据,并利用凸包算法提取织物颜色数据的外壳数据点Chull;

其次,调研获得该类型织物生产工艺中的颜色波动误差ΔE;

然后,利用色彩体系构建方法,将颜色数据的外壳数据Chull和颜色波动误差ΔE作为输入数据,生成纯色织物的理论颜色数据集;

最后,由纺织企业完成纯色织物实体样本的生产,并将纯色织物样固定于白卡纸板,最终获得纯色织物实体样本。

3.如权利要求1所述的一种基于数码相机的织物颜色数字化测量方法,其特征在于:步骤2中,利用分光光度计测量获得纯色织物真实颜色数据的方法具体如下:首先,测量获得纯色织物的CIEXYZ三刺激值数据,依据色度学理论,三刺激值的测量原理如式(1)至式(2)所示,,  (1)

其中,

,  (2)

式中,x(λ) 、y(λ)和z(λ)为标准观察者颜色匹配函数,E(λ)为物体的光谱反射率,S(λ)为光源的相对光谱功率分布函数,λ为波长,k为调节因子,X、Y和Z分别为纯色织物的三刺激值数据;

然后,计算得到其对应的CIELab颜色数据;依据色度学理论,由三刺激值CIEXYZ数据计算得到其对应的CIELab颜色数据的方法如式(3)至式(4)所示,,  (3)

其中,

,  (4)

式中,L、a和b分别为纯色织物在CIELab颜色空间的亮度、红绿和黄蓝颜色值,X、Y和Z分别为纯色织物的三刺激值颜色数据,Xn、Yn和Zn分别为参考光源的三刺激值颜色数据,式(4)中,H和Hn分别表示纯色织物和参考光源的CIEXYZ三刺激值;

完成纯色织物的真实颜色数据测量,得到每个纯色织物样本的颜色数据ci,ci为1×3的行向量,其形式如式(5)所示,,  (5)

其中,i指示第i个纯色织物样本,i的取值为1到N,N为纯色织物样本的数量,Li、ai和bi分别为第i个纯色织物样本在CIELab颜色空间的亮度、红绿和黄蓝颜色数据。

4.如权利要求1所述的一种基于数码相机的织物颜色数字化测量方法,其特征在于:步骤3中利用数码相机拍摄获取纯色织物raw格式数字图像,并提取纯色织物raw响应值的方法如下:

首先,在均匀照明的光照环境下,利用数码相机拍摄纯色织物的raw格式数字图像;

然后,对于每个纯色织物样本数字图像,提取其中心m×m像素区域内的所有像素的raw响应值数据,并对m×m像素点raw响应值数据求平均,得到纯色织物的raw响应值数据,如式(6)所示:

,  (6)

其中,i指示第i个纯色织物样本,j指示提取区域内第j个像素,ri,j、gi,j和bi,j分别为第i个纯色样本的第j个像素红、绿、蓝三通道raw响应值,di为第i个纯色织物样本的raw响应值,为1×3的行向量。

5.如权利要求1所述的一种基于数码相机的织物颜色数字化测量方法,其特征在于:步骤4中利用数码相机拍摄获取任意目标织物raw格式数字图像,并提取目标织物待测量区域raw响应值的方法如下:

首先,在与拍摄纯色织物的光照和成像参数完全一致的条件下,利用数码相机获取任意目标织物raw格式数字图像;

然后,选取待测量区域,待测量区域如果是单个像素,则直接存储为dt,dt为待测量区域的raw响应值行向量,维度为1×3,待测量区域如果包含L个像素,则按照式(6)求取L个像素raw响应值的平均值,并存储为dt,dt的具体形式如式(7)所示;

,  (7)

其中,rt、gt和bt分别为待测量区域红、绿、蓝三通道raw响应值。

6.如权利要求1所述的一种基于数码相机的织物颜色数字化测量方法,其特征在于:步骤5中计算待测量区域与所有纯色织物raw响应值之间的欧氏距离和相似系数的方法分别如下:

首先,计算待测量区域与所有纯色织物raw格式响应值之间的欧氏距离,并存储为行向量,如式(8)和式(9)所示,,  (8)

,  (9)

其中,rt、gt和bt分别为待测量区域红、绿、蓝三通道raw格式响应值,ri、gi和bi分别为第i个纯色织物样本红、绿、蓝三通道raw格式响应值,ei为待测量区域与第i个纯色织物raw格式响应值之间的欧氏距离,e为包含N个欧氏距离的行向量;

然后,计算待测量区域与所有纯色织物raw响应值之间的相似系数,并存储为行向量,如式(10)和式(11)所示,,  (10)

,  (11)

其中,dt为待测量区域raw响应值向量,di为第i个纯色织物样本raw响应值向量,‘·’表示向量内积,si为待测量区域与第i个纯色织物样本raw格式响应值之间的相似系数,s为包含N个相似系数的行向量。

7.如权利要求6所述的一种基于数码相机的织物颜色数字化测量方法,其特征在于:步骤6中对欧氏距离和相似系数进行归一化的方法分别如式(12)和式(13)所示:,  (12)

,  (13)

其中,en,i和sn,i分别为归一化的欧氏距离和相似系数,max(·)为求最大值函数,‘·/’表示相除。

8.如权利要求7所述的一种基于数码相机的织物颜色数字化测量方法,其特征在于:步骤7中计算每个纯色织物颜色数据加权系数的方法具体如下:,  (14)

其中,wi表示第i个纯色织物颜色数据的加权系数,exp(·)为指数函数。

9.如权利要求1所述的一种基于数码相机的织物颜色数字化测量方法,其特征在于:步骤8中利用每个纯色织物加权系数对其颜色数据进行加权的具体方法如下:,  (15)

其中,cw,i为第i个纯色织物的加权颜色数据,wi表示第i个纯色织物颜色数据的加权系数,ci为第i个纯色织物的颜色数据,Li、ai和bi分别为第i个纯色织物在CIELab颜色空间的亮度、红绿和黄蓝颜色数据。

10.如权利要求1所述的一种基于数码相机的织物颜色数字化测量方法,其特征在于:步骤9中对所有纯色织物的加权颜色数据求和,得到目标织物待测量区域的颜色值的方法如式(16)所示:

,  (16)

其中,ct为目标织物待测量区域的颜色值,cw,i为第i个纯色织物的加权颜色数据,N表示纯色织物的个数,至此完成目标织物待测量区域的颜色测量。