CN102359819B - 多光源彩色影像颜色检测方法及其所用的颜色采集箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多光源彩色影像检测方法及其所用的颜色采集箱，包括以下步骤：1）在一个密封、中性灰背景的颜色采集箱内，采用多种标准光源分别对白平衡板漫反射照明，对高像素数码相机做白平衡；采用多色块多色彩的色样卡对相机做颜色数据校准；2）采用多种标准光源分别对样品照明，用高像素数码相机摄取色彩影像，并传送到计算机存储显示；3）用鼠标在显示器上画定影像中的测量区域，利用计算机技术，综合分析计算多种标准光源照明下的影像颜色数据，实现智能化非接触式的颜色检测，给出颜色技术参数，对同色异谱的颜色进行准确的量化分析。本发明实现了非接触式影像颜色智能化检测。

Description

多光源彩色影像颜色检测方法及其所用的颜色采集箱

技术领域

本发明涉及一种非接触式物体影像颜色检测方法及其设备，特别是指多光源彩色影像检测方法及其所用的颜色采集箱，主要用于测量多色彩图像、曲面或凹凸不平、颜色混合且着色不均匀或不规则的物体表面色彩、色差等参数及实现颜色的QC管理。 

背景技术

目前，现有的测色仪器包括有光谱分光测色仪器、测色色差计、白度计等，这些仪器只能用于平面，单一颜色样区进行精确测量。 

然而，在人们日常生活中，经常会出现多色彩图案、颜色混合且着色不均匀图案以及曲面、凹凸不平面或不规则的物体表面的色彩，这些仪器就不能进行精确测量，而如果采用目视辨色，则不仅费时，而且测量结果容易受观测者的主观因素影响，只能用于样品外观颜色的定性辨色，很难保证产品的质量和一致性。 

然而随着生活水平的提高，人们对商品功能性的需求逐渐延伸到外观造型、色彩图案方面，颜色绚丽图案复杂成为产品的时尚。这也给生产企业的产品设计、品质管理、质量监测控制以及管理部门的商检鉴定带来了很大的难题。 

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种解决光谱分光测色仪器等传统仪器无法测量的多色彩图像、曲面或凹凸不平、颜色混合且着色不均匀或不规则的物体表面色彩的难题的的多光源彩色影像检测方法。 

为实现上述目的，本发明的技术方案是包括以下步骤： 

（1）在一个密封、中性灰背景的颜色采集箱内，采用多种标准光源分别对白平衡板漫反射照明，对高像素数码相机做白平衡；采用多色块多色彩的色样卡对相机做颜色数据校准；本设置，多种标准光源为D65、TL84、CWF、A灯的等单一或与UV组合的光源，另外，高像素数码相机优选采用1200万或以上高像素数码相机。

（2）采用多种标准光源分别对样品照明，用高像素数码相机摄取色彩影像，并传送到计算机存储显示；本设置，多种标准光源根据颜色测量项目要求，可选择漫反射、20°、45°、75°直射照明，应用领域更加广泛。 

（3）用鼠标在显示器上画定影像中的测量区域，利用计算机技术，综合分析计算多标准光源照明下的影像颜色数据，实现智能化非接触式的颜色检测，给出颜色技术参数，对同色异谱的颜色进行准确的量化分析。 

  通过本设置， 本发明的另一个目的是提供一种上述方法所用的多光源彩色影像颜色采集箱，其技术方案是包括有箱体，所述的箱体内设有置物台、光源、用于反射光源光线的反射镜、用于将反射镜反射的光线反射到被测物体的角度镜，所述的角度镜位于反射镜的反射光路上，所述的箱体上设有操作面板以及用于采集被测物体彩色影像的数码相机，所述的光源设有若干个，箱体内还设有用于逐一切换光源工作的切换装置。 

采用上述技术方案，将被测物体放置在置物台上，由操作面板控制切换装置选定其中一个光源工作，此时，光源发出的光线依次经反射镜、角度镜反射后射到被测物体上，由数码相机采集被测物体的彩色影像，将采集的彩色影像传输到外接的计算机进行处理；然后切换光源，再进行被测物体的彩色影像的采集，可以实现不同光源照明条件下的，被测物体影像的采集，这种结构的多光源彩色影像颜色采集箱，通过不同光源条件下，逐一对彩色物体进行影像的颜色检测，从而提高了颜色检测的准确性。 

本发明的进一步设置：所述的切换装置包括有设置在箱体内的光源外罩，所述的光源外罩内设有旋转轴、若干隔片，所述的隔片绕旋转轴轴向呈辐射状设置，所述的光源外罩两端均设有光源安装座，所述的光源两端分别设置在两光源安装座上，所述的旋转轴与光源安装座联动配合，所述的隔片与光源安装座联动配合，所述的隔片的数量与光源数量相同，所述的两相邻隔片之间形成光源容置腔，所述的光源位于光源容置腔内，所述的光源与光源容置腔一一对应设置，所述的光源外罩上开设有辐射口。 

采用上述进一步设置，在切换光源时，只需要控制旋转轴旋转，由旋转轴旋转带动光源安装座旋转，进而带动隔片、光源旋转，将需要切换的下一个光源容置腔对准辐射口，此时，该光源容置腔内的光源可以透过该口辐射光线，这种结构的切换装置，加工方便，操作简单。 

本发明的再进一步设置：所述的角度镜设有若干个，每个角度镜的反射光路与所述置物台的夹角呈不同角度设置，所述的角度镜经转轴A设置在箱体内，所述的转轴A与箱体旋钮配合，所述的角度镜与转轴A联动配合。 

采用上述再进一步设置，设置多个角度镜，每个角度镜的反射光路与所述置物台的夹角呈不同角度设置，这样可以展现多个角度照射下，被测物体的影像，从而进一步提高对某些晶体涂料颜色检测的准确性；角度镜与转轴A联动配合，只需要转动转轴A就可以转动对应的角度镜，在同一光源下，在其中一个角度镜处于正常反射状态时，转动其它角度镜，使得其它角度镜处于非正常反射状态，然后逐一切换角度镜，这种设置，使得角度镜的调节方便。 

本发明的更进一步设置：所述的反射镜经转轴B设置在箱体内，所述的转轴B与箱体旋钮配合，所述的反射镜与转轴B联动配合。 

采用上述更进一步设置，反射镜与转轴B联动配合，只需要转动转轴B就可以转动反射镜，这样可以方便调节所述反射镜的反射光路。 

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步介绍。 

附图说明

图1 本发明实施流程图； 

图2 本发明软件操作图；

图3本发明采集箱内部结构示意图；

图4本发明采集箱的部分结构剖视图；

图5本发明采集箱中光源安装座结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体的描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，该领域的技术工程师可根据上述发明的内容对本发明做出一些非本质的改进和调整。 

模拟SD65(λ)的荧光灯管的质量，目前国际上最佳的品牌产品其同色异谱指数只能达到C级，且受现场温度和点燃时间的延长影响，其级别逐渐降低，灯管的发射光谱分布在变化，显色指数﹤80，灯管的使用寿命也不长。 

1、用短弧高压氙灯（其色温在6000K以上，显色指数超过90）配上适宜的辅色LED，补充其发射光谱不足的波段，使光源的色温升高到6500±150范围内，显色指数可超过90，相对光谱功率分布近似于SD65(λ)标准照明体，同色异谱指数达到B级，尽至可达到A级。 

2、照明箱体内设置相对光谱功率分布的监测系统，利用调整氙灯的电压和辅色LED亮度使仪器照明光源的相对光谱功率分布保持稳定 

3、仪器另置有符合A、TL84、CWF、U30、UV等标准光源，可供用户任选，使仪器在不同标准光源条件下对彩色物体进行影像的颜色检测。

4、采用计算机技术程控各种光源的自动切换，点亮时间和数码相机的同步拍摄被检物体在不同标准光源照明下的彩色影像。 

5、采用计算机技术进行图像合成，给出图像的色彩数据和色彩比例，各个部位的色度参数或与标准色样的色差数据 

6、样品彩色影像的颜色可用计算机程序任意改变影像局部颜色参数进行影像美化的着色设计。

7、仪器置有多种角度光线照明，直射样品，可展现多晶体材料或半透明材料不同角度照明条件下的色彩影像。 

8、仪器采集的物体影像可在计算机中存储，显示器上展现和通过通信网络进行远程传递，实现产品外观质量的全面QC管理。由于样品的影像是在规范的统一标准的全封闭的背景条件下照明获得，具有条件一致的可比性，在商品交换和生产指导中做到及时而准确的颜色QC管理。 

本发明的软件流程说明如下，参见附图2开机多光源彩色影像颜色分析仪和计算机软件，选定需要的光源和照射角度。进入本系统软件的客户操作界面，操作数码相机同时或分别测试检测样品和标准样，计算机自动读取保存影像资料，并在用户界面上显示图片及颜色直方图。也可直接调用计算机所保存的检测样和标准样的电子资料。用鼠标选定所显示影像图片的检测颜色区域后，自动显示该部位的色度参数，用鼠标拖拉该颜色到评级窗口。再打开标准样影像，选取标准样颜色。确定后，自动产生评级结果和色差值， 

系统可以保存和输出检测结果，质量控制部门可以根据测试报告重新配制颜料或改进工艺达到生产要求。达标后，在数据库建立该色样的生产配方及颜色数据，供下次样品颜色设计时能自动提供相关数据。该QC模型可以很全面看到一个标准样和一个或者多个批次样之间的在各种光源下的颜色色样比较、色差指标、MI情况，直接打印结果。

另外可以根据标准样，在系统已有的颜色数据库中搜寻规定色差范围内的相似颜色，并可以同时看到每个颜色与标准样颜色的色差，快速实现质量检控和管理。 

 如图3、4所示，本发明的一种多光源彩色影像颜色采集箱的实施例，包括有箱体1，所述的箱体1内设有置物台2、光源3、用于反射光源3光线的反射镜4、用于将反射镜4反射的光线反射到被测物体的角度镜5，所述的角度镜5位于反射镜4的反射光路上，所述的箱体1上设有操作面板6以及用于采集被测物体彩色影像的数码相机7，所述的数码相机7设置在箱体1的上方且镜头朝下对准被测物体，所述的光源3设有若干个，箱体1内还设有用于逐一切换光源3工作的切换装置8，如图5所示，所述的切换装置8包括有设置在箱体1内的光源外罩81，所述的光源外罩81内设有旋转轴82、若干隔片83，所述的隔片83绕旋转轴82轴向呈辐射状设置，所述的光源外罩81两端均设有光源安装座84，所述的光源3两端分别设置在两光源安装座84上，所述的旋转轴82与光源安装座84联动配合，所述的隔片83与光源安装座84联动配合，所述的隔片83的数量与光源3数量相同，所述的两相邻隔片83之间形成光源容置腔85，所述的光源3位于光源容置腔85内，所述的光源3与光源容置腔85一一对应设置，所述的光源外罩81上开设有辐射口811。所述旋转轴82旋转带动光源安装座84旋转，进而带动隔片83、光源3旋转，实现光源3地逐个切换。 

所述的角度镜5设有若干个，每个角度镜5的反射光路与所述置物台2的夹角呈不同角度设置，所述的角度镜5经转轴A9设置在箱体1内，所述的转轴A9与箱体1旋转配合，所述的角度镜5与转轴A9联动配合。 

所述的反射镜4经转轴B10设置在箱体1内，所述的转轴B10与箱体1旋转配合，所述的反射镜4与转轴B10联动配合。 

本发明具体实施例中，所述的光源3、反射镜4、角度镜5分两组设置，两组分别位于置物台2的两侧，这样可以方便检测，所述的每组包括有4个光源3、1个反射镜4、3个角度镜5，所述的3个角度镜5与置物台2的夹角分别为20°、45°、75°。 

Claims (4)

1.一种多光源彩色影像颜色采集箱，包括有箱体，所述的箱体内设有置物台、光源、用于反射光源光线的反射镜、用于将反射镜反射的光线反射到被测物体的角度镜，所述的角度镜位于反射镜的反射光路上，所述的箱体上设有操作面板以及用于采集被测物体彩色影像的数码相机，其特征在于：所述的光源设有若干个，箱体内还设有用于逐一切换光源工作的切换装置，所述的角度镜设有若干个，每个角度镜的反射光路与所述置物台的夹角呈不同角度设置，所述的角度镜经转轴A设置在箱体内，所述的转轴A与箱体旋钮配合，所述的角度镜与转轴A联动配合。

2.根据权利要求1所述的多光源彩色影像颜色采集箱，其特征在于：所述的切换装置包括有设置在箱体内的光源外罩，所述的光源外罩内设有旋转轴、若干隔片，所述的隔片绕旋转轴轴向呈辐射状设置，所述的光源外罩两端均设有光源安装座，所述的光源两端分别设置在两光源安装座上，所述的旋转轴与光源安装座联动配合，所述的隔片与光源安装座联动配合，所述的隔片的数量与光源数量相同，两相邻隔片之间形成光源容置腔，所述的光源位于光源容置腔内，所述的光源与光源容置腔一一对应设置，所述的光源外罩上开设有辐射口。

3.根据权利要求2所述的多光源彩色影像颜色采集箱，其特征在于：所述的反射镜经转轴B设置在箱体内，所述的转轴B与箱体旋钮配合，所述的反射镜与转轴B联动配合。

4.根据权利要求3所述的多光源彩色影像颜色采集箱，其特征在于：所述的反射镜经转轴B设置在箱体内，所述的转轴B与箱体旋钮配合，所述的反射镜与转轴B联动配合。

Images