CN101100807B - 纺织品色牢度色差评级方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种纺织品色牢度色差评级方法，通过数码方式对纺织物的颜色特征进行复制并传输到计算机中，得到计算机中RGB颜色空间坐标的同色异谱图像，然后对该同色异谱图像进行分析测量，得到与传统光学测量结果相一致甚至更准确的数值，最终达到对织物颜色进行测量分析和评级的目的。具有实用、可靠，易于操作、能够快速分析、自动评级等优点。

Description

纺织品色牢度色差评级方法

技术领域

本发明涉及一种对纺织品色牢度色差的评级方法。

背景技术

纺织服装行业对于高速发展的中国经济具有重要的战略意义，是出口创汇的支柱产业之一。在我国逐步成为世界性制造业基地的过程中，提高纺织服装企业的核心竞争力具有重要的战略意义和现实意义。而纺织服装企业的核心竞争力之一就是提供高品质和高附加值的产品，面料的色牢度控制成为影响产品品质和附加值的主要因素之一。

国内对于色牢度评定，主要还是依靠专家目测的方法，该方法是以五级九档的灰色样卡与被测样品处理前后颜色差异进行比对，确定相应的色牢度级别。人工目测方法虽然简便，但是其弊端也很明显。除了有适宜的环境和严格要求的光源的客观条件外，对人的要求必须是：视力正常、经过严格培训，且具有丰富的辨色经验。其测量结果的准确性受主观因素干扰太多-例如：观测者的心理状态，生理状态(包括年龄、测试时身体状态、测试时间太长易产生疲劳等等)。因此测试结果主观性和测试人员生理状态的局限性等原因很容易产生观测误差，因此用仪器代替人进行色差的测定，评定色牢度等级必然成为未来的发展趋势。

常用的测色仪器的种类很多，但基本上都是基于光谱分析测色，主要分为：分光光度测色仪器和光电积分式测色仪器。光电积分式测色仪器通过色度探测器对被测颜色光谱能量进行积分测量，直接获得目标的三刺激值，如色度计和色差计等，已被广泛应用于工业实践。采用分光光度法测定颜色的内容，主要包括物体反射或透射光度特性的测定，以及根据CIE标准色度观察者光谱三刺激值函数计算出样品的三刺激值XYZ等色度参数的。分为机械式扫描和电子式扫描两大类，后者测色速度相对高，适合工业生产。以上这两大类测色仪器中，分光光度计类虽然在测量精高，稳定性好，但价格昂贵，一般在一两万美金以上，中小企业和小的测试机构无法承担。因此在实际的工业生产中光电积分测色仪器以其相对便宜的价格和方便携带的性能，应用比较广泛，但光电积分测色仪器的光电探测器的稳定性差造成了其测量准确性低的缺陷。光电探测器是信号源，其稳定性直接导致系统的稳定性。光电探测器由照明光源、滤色器、硅光电池、隔热玻璃、凸透镜、通光筒、挡板、积分球等组成。由于照明光源中卤钨灯的光谱稳定性与电源电压稳定性相关，光源的稳定性受外界影响大，另外卤钨灯的红外线的热副作用，使积分球内的温度升高，这样会造成滤色器的透射波长范围漂移，给测量结果造成很大的副作用；挡板在制作的过程中，受加工精度的限制，其透射率肯定不同，透射光强有损耗，照射到硅光电池上的光不能满足CIE要求D65光源的光强，因此，在这一部分也会造成测量误差。另外，光学测色仪器普遍存在探测头取样面积固定、单一，无法随意选取试样面积和同时多点测试的缺点。基于上述缺陷，造成了仪器测色一直无法广泛普及替代人工目测现状。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纺织品色牢度色差评级方法，其具有实用、可靠，易于操作、能够快速分析、自动评级等优点。

本发明的目的是通过以下方法实现的：

通过数码方式对纺织物的颜色特征进行复制并传输到计算机中，得到计算机中RGB颜色空间坐标的同色异谱图像，然后对该同色异谱图像进行分析测量，得到与传统光学测量结果相一致甚至更准确的数值，最终达到对织物颜色进行测量分析和评级的目的。

上述方法包括下述步骤：

(1)采图设备的选定；

(2)形成同色异谱图像外部条件的确定；

(3)建立计算机中色立体RGB与CIEXYZ色立体空间的转换数学模型；

(4)CIEXYZ与CIELAB转换过程中Xn、Yn、Zn值的修正；

(5)确定色牢度级别。

上述采图设备选用EPSON PERFECTION 1260。

上述采图设备形成同色异谱图像的外部条件为：分辨率为180-240，灰度为50-66，曝光度为0，阴影为22-30，饱和度为0，Gamma为2.50-3.60，高光为240-270。

上述步骤(3)中转换数学模型的建立时，选用柯达【Q602000.04】标准色卡为基准，选用EPSON PERFECTION 1260作为采图设备，在上述外部条件下扫描到计算机，测量得到色卡中每种色系中色块的RGB值，通过多元最小二乘拟合的方法，将RGB空间色度坐标转化成XYZ空间坐标。

上述步骤(4)中由CIEXYZ向CIELAB转换中用到一个参数，即“完全反射漫射体”的三刺激值Xn、Yn、Zn值，该参数修正时，以柯达【Q60.2000.04】为标准修正。

本发明的工作原理：按照代替定律----凡是在视觉效果上相同的颜色都是等效的，便可互相代替，可以完全不涉及它们的光谱组成。从色度计算来说，若两个颜色样品的光谱反射(或透射)率为ρ1(λ)、ρ2(λ)，在相同的照明条件SD(λ)下，其三刺激值分别为：

$\left[\begin{array}{c}{X}_1\\ Y_1\\ Z_1\end{array}\right]=K{\∫}_{400}^{700}{S}_D\left(\mathrm{\λ}\right)\·{\mathrm{\ρ}}_1\left(\mathrm{\λ}\right)\left[\begin{array}{c}\stackrel{\‾}{x}\left(\mathrm{\λ}\right)\\ \stackrel{\‾}{y}\left(\mathrm{\λ}\right)\\ \stackrel{\‾}{z}\left(\mathrm{\λ}\right)\end{array}\right]\mathrm{d\λ}---\left(1\right)$

$\left[\begin{array}{c}{X}_2\\ Y_2\\ Z_2\end{array}\right]=K{\∫}_{400}^{700}{S}_D\left(\mathrm{\λ}\right)\·{\mathrm{\ρ}}_2\left(\mathrm{\λ}\right)\left[\begin{array}{c}\stackrel{\‾}{x}\left(\mathrm{\λ}\right)\\ \stackrel{\‾}{y}\left(\mathrm{\λ}\right)\\ \stackrel{\‾}{z}\left(\mathrm{\λ}\right)\end{array}\right]\mathrm{d\λ}---\left(2\right)$

式中SD(λ)-光源相对能量分布，通常用CIE标准照明体D65；x(λ)，y(λ)，z(λ)-通常用CIE1931标准观察者光谱三刺激值。如果这两个颜色样品具有相同的视觉效果，即它们是同色的，则它们应有相同的三刺激值：

X1＝X2，Y1＝Y2，Z1＝Z2

由于公式(1)与(2)相等，可写成：

$K{\∫}_{400}^{700}{S}_D\left(\mathrm{\λ}\right)\·{\mathrm{\ρ}}_1\left(\mathrm{\λ}\right)\left[\begin{array}{c}\stackrel{\‾}{x}\left(\mathrm{\λ}\right)\\ \stackrel{\‾}{y}\left(\mathrm{\λ}\right)\\ \stackrel{\‾}{z}\left(\mathrm{\λ}\right)\end{array}\right]\mathrm{d\λ}-K{\∫}_{400}^{700}{S}_D\left(\mathrm{\λ}\right)\·{\mathrm{\ρ}}_2\left(\mathrm{\λ}\right)\left[\begin{array}{c}\stackrel{\‾}{x}\left(\mathrm{\λ}\right)\\ \stackrel{\‾}{y}\left(\mathrm{\λ}\right)\\ \stackrel{\‾}{z}\left(\mathrm{\λ}\right)\end{array}\right]\mathrm{d\λ}---\left(3\right)$

在(3)式中可以看出：如果两个色样的光谱反射率曲线完全相同，我们称这两个色样的颜色为同色同谱色；如果两个色样具有不同的反射率曲线，但曲线所围的面积相同，则称两个色样的颜色围同色异谱色。

同色异谱测色过程中，由数码取像设备复制织物的图像，在计算机中建立由RGB色彩空间构建的图像与织物本身的光谱反射曲线ρ(λ)肯定是不相同的，但在颜色测量的计算中，只要有相同的三刺激值，那就认为没有色差。基于这个原理，只要建立计算机中RGB色彩空间与CIEXYZ色彩空间的准确的数学转换模型，替代传统分光光度计中的光信号转化电信号的部件获得颜色刺激函数得到CIEXYZ，就可以通过分析织物的同色异谱图像中的颜色差别来准确的表现织物颜色的实际差别，同时还可以省略传统分光光度计中的光信号转化电信号的部件和减少由此带来得误差。

本发明的有益效果是：与现有人为评级方法相比，具有劳动强度小、受人为主观因素影响少，与现有色牢度评级仪器相比，具有实用、可靠、易于操作、能快速分析、自动评级，设备价格适中等优点。

附图说明

附图1为本发明所述方法的流程框图；

附图2为分光光度计/本发明所述方法与专家目光变色色差对比分析图；

附图3为分光光度计/本发明所述方法与专家目光沾色色牢度对比分析图。

具体实施方式

下面对本发明所述方法作进一步的详细说明：

(1)数码成像计量稳定性的研究及设备的选定

对自然界中物体的颜色的描述、重建与测量，最终目的都必须达到与人眼观察相一致。因此，采图设备的精度和稳定性当然越高越好，但在实际应用只要其误差在允许范围内就可以采用该设备。通过实际的扫描实验和误差分析，本发明选用了EPSON PERFECTION 1260采图设备作为获取织物图像设备。

(2)形成同色异谱图像的外部条件确定

在传统光学测量中，对光源等外部条件的要求是确定的(即D65光源10°或2°视场)，数码仪器所获取的图像要达到与该条件下人眼所看到的颜色图像同色，就必须在传统光学测量中标准外部条件下对标准色卡进行测量得到标准的RGB值。为了得到准确的色卡中的RGB值，课题采用瑞士Datacolor公司生产的Datacolor550台式分光光度测色仪测定换算了柯达【Q602000.04】标准色卡中色块的R，G，B，值。该仪器能够测量的波长范围为360纳米至700纳米，输出间距为10纳米。获得标准值和柯达【Q602000.04】标准色卡以备后面的实验和数据分析之用。

为确定数码仪器的图像复制条件，在这里设计了一个实验。

取柯达【Q602000.04】标准色卡中的灰阶9作为实验的试样，由Datacolor550台式分光光度测色仪获得RGB标准值。调整采图的数码设备的外部环境值，当其RGB值在某一特定的外部环境下数码设备所取得的在计算机中的图像RGB值与标准值相符，则该外部条件为数码设备复制该对象的同色异谱图像的最佳外部条件。

分辨率：通过实验知，当分辨率为200时，实验值与标准值最接近。

灰度：在分辨率为200的情况下，灰度从0-100取值测其实验值。由实验得知灰度在58-61范围内实验值最接近真值，为了数据的准确先不取定灰度，接着做下面的实验。

调灰度，调曝光度，Gamma，

实验数据如下：

分辨率为200调灰度

灰度	R	G	B
				50	136.356	132.223	156.782
51	137.221	130.24	155.345
				57	140.4975	133.9123	142.4317
58	141.781	133.3796	141.645
				59	141.6645	132.8469	140.8583
60	142.248	132.3142	140.0716
				61	142.8315	131.7815	139.2849
62	143.415	131.2488	138.4982
				63	143.9985	130.7161	137.7115
70	145.509	133.451	134.592

饱和度：在灰度分别为57-63的情况下饱和度在-10至10的范围内取值。由实验得知灰度在60时实验值最接近真值，这时的饱和度为0。

定灰度调饱和度

曝光度：在分辨率为200，灰度为60，饱和度为0都已确定的情况下，测得曝光度为0时实验值最接近真值。

灰度60饱和度0调曝光度

曝光度	R	G	B
				-10	126.246	118.5418	101.6064
-2	137.347	129.928	132.839
				0	142.248	132.3142	140.0716
3	146.149	138.7004	152.3042
				5	151.05	133.0866	174.5368
8	160.951	146.4728	181.7694
				13	170.852	159.859	219.002
17	176.753	169.2452	222.2346

Gamma：在曝光度分别为0时Gamma在0.5-5范围内取值，通过实验得知当曝光度为0，Gamma值为3.10时，实验值稳定且最接近真值。

定曝光度调Gamma

阴影：在上述值都已确定的情况下最后测阴影值，阴影在0-60范围内取值，最终测得阴影值为26时得最优值。

曝光度0，Gamma 3.10调阴影

阴影	R	G	B
				0	148.228	138.038	139.024
13	145.093	135.029	141.982
				25	142.509	132.829	142.003
26	142.248	132.3142	140.0716
				27	141.987	132.2994	138.1402
28	141.726	132.2846	136.2088
				49	148.389	126.92	133.028
60	152.093	106.268	131.628

通过该实验得到了数码设备获得同色异谱图像的固定外部条件，如下：

设备：EPSON PERFECTION 1260采图设备

条件：【DPI＝200、灰度＝60、曝光度＝0、阴影＝26、饱和度＝0，Gamma＝3.10，高光＝251】

(3)计算机RGB与CIEXYZ色立体空间的转换数学模型的建立

RGB空间色度坐标：该坐标是计算机定义和表示颜色的一种立体的色度空间。RGB分别表示：R红色，G绿色，B蓝色，当三原色色量每个最小时得到黑色，当三原色色量每个都达到最大时，得到白色。在最大值与最小值之间增加和减少单个原色量，或原色的不同组合能得到系统连续的色序。色序表示成一个0～255值的RGB色度立方体。

在通常的颜色描述中，最少需要用三维来定义一个刺激色：色调、明度和色度；或者是三刺激值X、Y和Z；也可以定为计算机的三原色RGB和CIE-Lab，总之，在这里的数学关系总是围绕着三个变量，三个未知数，三个联立方程和三维色度空间。因此可以把矩阵代数作为求解的一个手段，对两种不同色度空间的颜色描述建立一种立体区域对应关系。

在做两个色度空间的对应的关系时，必须有一个公认的标准作为计算的依据，在这里，课题选用柯达【Q602000.04】标准色卡为基准来推算这两个坐标空间的转换关系模型的。在柯达【Q602000.04】标准色卡中，对应的每一种颜色，它都给定了标准的CIEXYZ三刺激值，有了CIEXYZ空间色度坐标的标准值，只须测定其特定的外部环境中的RGB值，就可以对两组数据进行计算了。

通过上述同色异谱图像的外部条件确定实验，确定EPSON Perfectional 1260采图设备对实验所用的标准可达色卡进行扫描的外部环境：为【DPI＝200、灰度＝60、曝光度＝0、阴影＝26、饱和度＝0，Gamma＝3.10，高光＝251】，在该条件下，测量得到色卡中每种色系中色块的RGB值。

在RGB空间色度坐标运用不同数学方法转化成XYZ空间坐标过程中，选用多元最小二乘拟合的方法。当然这不是最终的计算方法，计算出来的数据的精确程度越高越好，但目前该方法的拟合效果已经完全满足了对色牢度中对色差计算的精度要求。

在色牢度测量的过程中，最先得到的是计算机中的RGB色度坐标空间所表示的图片，也就是RGB值，要计算色差，就要回到最初的设计思路一由RGB转XYZ转Lab，计算ΔEr，最终得到色牢度级别。因此就需要把RGB转换成CIEXYZ，替代传统分光光度计中的光信号转化电信号的部件获得颜色刺激函数得到CIEXYZ。

设X、Y、Z分别能够用R、G、B的关系式表示出来，建立一个 $\left(\begin{array}{c}x\\ y\\ z\end{array}\right)$ 与 $\left(\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right)$ 的对应关系模型，即：

$\left(\begin{array}{c}x\\ y\\ z\end{array}\right)=F\left(\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right),$ 其中 $F=\left(\begin{array}{c}f1\\ f2\\ f3\end{array}\right);$

在这里的计算过程中，为了使误差达到最小值，选定三次多项式拟合。

该方程求解系数向量的过程，实质也就是使测得的RGB数值进行矩阵转换后所得到的曲线与CIEXYZ标准曲线相吻合的程度达到最好，即RGB坐标计算点与CIEXYZ坐标点之间的欧几里德向量范数达到最小值，即求解以下最优化问题：

$\min \underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{{\left|\right|F\left(\begin{array}{c}{R}_i\\ G_i\\ B_i\end{array}\right)-\left(\begin{array}{c}{x}_i\\ y_i\\ z_i\end{array}\right)\left|\right|}_2}^2$

利用Guase-Newton迭代法求解这一问题得到两个色度空间坐标的对应关系模型：

X＝-0.10789138296353+0.03315514801143×R+0.02737947120245×G+0.01558613275666×B+0.00009629792895×R^2+0.00002675177447×G^2-0.00004663421678×B^2+0.00000259499239×R×G+0.00003441149591×R×B-0.00010400969387×G×B+0.00000199104653×R^3+0.00000027121004×G^3+0.00000046499433×B^3+0.00000115952817×R×G^2+0.00000050778692×R×B^2+0.0000000630162×G×B^2

Y＝0.71477853490965+0.00863818989788×R+0.04996747083566×G-0.00151644227814×B+0.00006968341466×R^2+0.00013882592258×G^2+0.00009651866987×B^2-0.00001893619652×R×G+0.00004865526516×R×B-0.00002949181328×G×B+0.0000010219205×R^3+0.00000197431297×G^3-0.00000056401267×B^3+0.00000075579993×R×G^2+0.00000090183068×R×B^2-0.00000029649475×G×B^2

Z＝-0.74946872231063-0.00352023583505×R+0.01867131714073×G+0.05826442981373×B+0.00007316495245×R^2-0.00002945578498×G^2+0.00000622727176×B^2-0.00003766434026×R×G+0.00001888973867×R×B-0.00013188245334×G×B-0.00000036654796×R^3-0.00000041039957×G^3+0.00000179740161×B^3+0.00000074601776×R×G^2+0.00000266368175×R×B^2-0.00000002853754×G×B^2

通过RGB数据通过转换公式得到的测量XYZ值与标准XYZ值进行比较，最大差值在0.9以内，该颜色空间数学转换模型是以实际测量数据向标准数据转化，拟合过程消除了部分测量过程的硬件误差值。

(4)CIEXYZ与CIELAB转换过程中“完全反射漫射体”的三刺激值Xn、Yn、Zn值的修正

在色彩空间坐标转换的计算过程中，由CIEXYZ向CIELAB转换中用到一个参数，即“完全反射漫射体”的三刺激值Xn、Yn、Zn值，因为实际的颜色计算中，只参照柯达【Q60.2000.04】色卡，因此该参数也要以色卡值为标准修正。在“完全反射漫射体”的三刺激值Xn、Yn、Zn值修正过程，依据柯达【Q60.2000.04】色卡中的灰阶中的标准的CIEXYZ值和对应的标准CIELab值来推导Xn、Yn、Zn的。柯达色卡中的灰阶能对应所有的颜色色系，所以确定灰阶公式所对应的Xn、Yn、Zn值，就可以作为把它用于色卡中其余颜色的计算。色卡中的灰阶由白到黑一共分为24个级别。在实验中取出每个灰阶色块的CIEXYZ值与CIELab值，在CIEXYZ向CIELAB转换过程中的Yn是一个固定值(Yn＝100)，所以只需求出Xn、Zn。通过国标准GB/T8424.3-2001《纺织品色牢度试验-色差计算》中的公式：

L*＝116(Y/Yn)^(1/3)-16         当Y/Yn＞0.008856

L*＝903.3(Y/Yn)                当Y/Yn≤0.008856

a*＝500[f(X/Xn)-f(Y/Yn)]

b*＝200[f(Y/Yn)-f(Z/Zn)]

式中：

f(X/Xn)＝(X/Xn)^(1/3)          当X/Xn＞0.008856

f(X/Xn)＝7.787(X/Xn)+16/116    当X/Xn≤0.008856

f(Y/Yn)＝(Y/Yn)^(1/3)          当Y/Yn＞0.008856

f(Y/Yn)＝7.787(Y/Yn)+16/116    当Y/Yn≤0.008856

f(Z/Zn)＝(Z/Zn)^(1/3)          当Z/Zn＞0.008856

f(Z/Zn)＝7.787(Z/Zn)+16/116    当Z/Zn≤0.008856

由于每个灰阶对应标准XYZ和LAB值已经给出，Yn＝100固定，只需解二元一次条件方程即可得到每个灰阶对应的Xn、Zn值，见下表：

最后计算所求出的Xn值、Zn值的平均值，则Xn＝96.48323、Yn＝100、Zn＝82.51358即为我们实验计算所需的Xn、Yn、Zn。

(5)根据国家标准由CIELab向ΔEr转换并最终计算色差

根据中华人民共和国纺织行业标准(FZ/T01024-93和FZ/T01023-93)，

注：r、s分别为标样和试样的CIELab值

ΔL*＝Ls*-Lr*

Δa*＝as*-ar*

Δb*＝bs*-br*

ΔCab*＝Cab.s*-Cab.s*

ΔEab*＝[(ΔL*)^2+(Δa*)^2+(Δb*)^2]

ΔHab*＝m[(ΔEab*)^2-(ΔL*)^2-(ΔCab*)^2]^(1/2)

ΔHab*的符号与(hab.s-hab.r)的符号相同

当hab.s-hab.r＞0，m＝1

当hab.s-hab.r＜0，m＝-1

hab＝arctan(b*/a*)用0度～360度表示

a＞0和b＞0    0度＜hab＜90度

a＜0和b＞0    90度＜hab＜180度

a＜0和b＜0    180度＜hab＜270度

a＞0和b＜0    270度＜hab＜360度

ΔEr＝[(ΔL*)^2+(ΔCr)^2+(ΔHr)^2]^(1/2)

ΔHr＝ΔHK/[1+(10×Cm/1000)^2]

ΔCr＝ΔCK/[1+(20×Cm/1000)^2]

ΔHK＝ΔHab*-D

ΔCK＝ΔCab*-D

D＝ΔCab×ΔCm×e-x/100

X＝[(hm-280)/30]^2若|hm-280|≤180

X＝[(360-|hm-280|)/30]^2若|hm-280|＞180

Cm＝(Cab.s*+Cab.r*)/2

hm＝(hab.s+hab.r)/2+180若|hab.s-hab.r|≤180

hm＝(hab.s+hab.r)/2+180若|hab.s-hab.r|＞180和|hab.s+hab.r|＜360

hm＝(hab.s+hab.r)/2-180若|hab.s-hab.r|＞180和|hab.s+hab.r|≥360

注：Ls*、Cab.s*、hab.s为式样的明度、彩度和色调

Lr*、Cab.r*、hab.r为原样品的明度、彩度和色调

ΔL*＝Ls*-Lr*

ΔCab*＝Cab.s*-Cab.r*

ΔHab*为式样和原样品的色调差

ΔHab*的符号与(hab.s-hab.r)的符号相同

变色色牢度：

变色色牢度灰卡级数的函数计算

当ΔE_r＞3.4时    级数＝5-Iog(ΔE_r/0.85)/Iog(2)

当ΔE_r≤3.4时    级数＝5-ΔE_r/1.7

沾色色牢度

设色差ΔE_CIELab＝x    ΔL_CIELab＝y

ΔE_GS＝x-0.4*(x^2-y^2)^(1/2)

使用下列公式之一计算沾色色牢度级数(SSR)精确至小数点后两位

当ΔE_GS≥4.26时SSR＝6.1-1.45In(ΔE_GS)

当ΔE_GS＜4.26时SSR＝5-0.23ΔE_GS

计算的SSR	报告的SSR
		5.00～4.75	5
4.74～4.25	4～5
		4.24～3.75	4
3.74～3.25	3～4
		3.24～2.75	3
2.74～2.25	2～3
		2.24～1.75	2
1.74～1.25	1～2
		＜1.25	1

为了进一步说明本发明的有益效果，本发明与专家目光和传统测色设备进行了对比分析：

本法明分别对沾色样品401组，和变色样品185组，进行了与专家目光测试对比测试。这其中沾色样品组基布包括：棉、毛、丝、涤纶、腈纶、涤纶、粘胶；变色样品组有针织物、和机织物；颜色上有：素色、大花色、小花色、结构上有：提花、平纹、长毛绒等。分别采用了：纺织工业南方测试中心、上海出入境检验检疫局、北京出入境检验检疫局、国家棉纺织产品质量监督检验中心的几位专家对这部分样品进行了色牢度评级，取专家评级级别的平均值为该测试样品的标准色牢度级别。使用本发明所述的方法对样品进行了测定，在专家目光得到标准色牢度级别上，以0.5级级差为允许范围，分别对变色和沾色合格率进行了统计。通过该表结果我们得出：变色样品185组，与专家目光在0.5级范围内的测定结果为177组合格，8组不合格，合格率为95.68％；沾色样品401组，与专家目光在在0.5级范围内的测定结果为366组，35组不合格，合格率为91.27％。

在与专家目测结果对比的基础上，本发明所述的方法也与传统测试方式进行了比较。上海出入境检验检疫局专家在目测的同时，利用分光光度计M acbeth 7000Color-eye System，在如下条件，对样品进行了随机抽样测试：

分光光度计：

测试仪器：M acbeth 7000Color-eye System

测试条件：D65光、CLE LAB色空间、10°视角。

测试方式：每块样品测试4次，由仪器自动计算变色色差(ΔE)平均值，按ISO 105A03自动评定变色等级。

对测试结果与专家目光测试产生的标准色牢度评定值，同样按照0.5级误差允许范围进行分析。

分光光度计测试：变色样品91组，与专家目光测试产生的标准色牢度等级的级差在0.5级以上14组，合格率为84.62％；沾色样品20组，5组不合格，合格率为75％。

利用本发明所述的方法，测得结果为：变色样品91组，3组不合格，合格率为96.7％；沾色20组，2组不合格，合格率为90％。

三种测试结果对比分析图见图2与图3。通过图2可以看到，利用传统仪器评级同样与目测有一定的差距，并且采用本发明所述的方法(图中虚线)比传统的分光光度计测定(图中实线)纺织品变色色牢度，与专家目光符合程度和评定的稳定更好。

在图3中，利用传统仪器评级同样与目测有一定的差距，并且采用本发明所述的方法(图中虚线)比传统的分光光度计测定(图中实线)纺织品变色色牢度，与专家目光符合程度和评定的稳定更好。

Claims (5)

1.纺织品色牢度色差评级方法，通过数码方式对纺织物的颜色特征进行复制并传输到计算机中，得到计算机中RGB颜色空间坐标的同色异谱图像，然后对该同色异谱图像进行分析测量，得到与传统光学测量结果相一致甚至更准确的数值，最终达到对织物颜色进行测量分析和评级的目的；包括下述步骤：(1)采图设备的选定；(2)形成同色异谱图像外部条件的确定；(3)建立计算机中色立体RGB与CIEXYZ色立体空间的转换数学模型；(4)CIEXYZ与CIELAB转换过程中Xn、Yn、Zn值的修正；(5)根据国家标准由CIELAB向ΔEr转换并最终计算色差；其特征在于步骤(3)中建立计算机中色立体RGB与CIEXYZ色立体空间的转换数学模型采用如下方式：设X、Y、Z分别能够用R、G、B的关系式表示出来，建立一个 

与 

的对应关系模型，即：

其中

在这里的计算过程中，为了使误差达到最小值，选定三次多项式拟合；

该方程求解系数向量的过程，实质也就是使测得的RGB数值进行矩阵转换后所得到的曲线与CIEXYZ标准曲线相吻合的程度达到最好，即RGB坐标计算点与CIEXYZ坐标点之间的欧几里德向量范数达到最小值，即求解以下最优化问题：

min

利用Guase-Newton迭代法求解这一问题得到两个色度空间坐标的对应关系模型：

X＝-0.10789138296353+0.03315514801143×R+0.02737947120245×G+0.01558613275666×B+0.00009629792895×R^2+0.00002675177447×G^2-0.00004663421678×B^2+0.00000259499239×R×G+0.00003441149591×R×B-0.00010400969387×G×B+0.00000199104653×R^3+0.00000027121004×G^3+0.00000046499433×B^3+0.00000115952817×R×G^2+0.00000050778692×R×B^2+0.0000000630162×G×B^2 

Y＝0.71477853490965+0.00863818989788×R+0.04996747083566×G-0.00151644227814×B+0.00006968341466×R^2+0.00013882592258×G^2+0.00009651866987×B^2-0.00001893619652×R×G+0.00004865526516×R×B-0.00002949181328×G×B+0.0000010219205×R^3+0.00000197431297×G^3-0.00000056401267×B^3+0.00000075579993×R×G^2+0.00000090183068×R×B^2-0.00000029649475×G×B^2

Z＝-0.74946872231063-0.00352023583505×R+0.01867131714073×G+0.05826442981373×B+0.00007316495245×R^2-0.00002945578498×G^2+0.00000622727176×B^2-0.00003766434026×R×G+0.00001888973867×R×B-0.00013188245334×G×B-0.00000036654796×R^3-0.00000041039957×G^3+0.00000179740161×B^3+0.00000074601776×R×G^2+0.00000266368175×R×B^2-0.00000002853754×G×B^2。

2.根据权利要求1所述的纺织品色牢度色差评级方法，其特征在于所述采图设备选用EPSONPERFECTION 1260。

3.根据权利要求2所述的纺织品色牢度色差评级方法，其特征在于所述采图设备形成同色异谱图像的外部条件为：分辨率为180-240，灰度为50-66，曝光度为0，阴影为22-30，饱和度为0，Gamma为2.50-3.60，高光为240-270。

4.根据权利要求1所述的纺织品色牢度色差评级方法，其特征在于所述步骤(3)中转换数学模型的建立时，选用柯达【Q60 2000.04】标准色卡为基准，选用EPSON PERFECTION 1260作为采图设备，在上述外部条件下扫描到计算机，测量得到色卡中每种色系中色块的RGB值，通过多元最小二乘拟合的方法，将RGB空间色度坐标转化成XYZ空间坐标。

5.根据权利要求1所述的纺织品色牢度色差评级方法，其特征在于所述步骤(4)中由CIEXYZ向CIELAB转换中用到一个参数，即“完全反射漫射体”的三刺激值Xn、Yn、Zn值，该参数修正时，以柯达【Q60.2000.04】为标准修正。 

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