CN105806485A - 一种用于纺织品自动色彩采集及校准的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于纺织品自动色彩采集及校准的方法。此方法由三个有效步骤组成：1)利用色彩采集装置采集CIE 1931 XYZ色彩空间数据，得到CIE 1931 XYZ色彩空间与CMYK色彩空间对应的训练数据；2)利用角点对齐的方法对步骤1)中所得训练数据与标准色块进行对齐。该色彩采集装置包含遮光罩、自动滑轴、照相机、被测样品以及测色仪。该色彩采集装置去除光照强度对采集的训练数据的影响，通过X、Y方向的滑轴自动获得被测样品上的所有色块值。通过对照相机获得被测样品的图像与标准色块对齐，得到准确的训练样本，进而保证了训练的准确性。

Description

一种用于纺织品自动色彩采集及校准的方法

技术领域

本发明属于计算机视觉领域，涉及纺织品的色彩采集以及校准的方法。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，人们对印刷品的精度和印刷质量的要求相对提高。现有的打印机类型包括彩色打印机、数字打印机、数字印刷机、常规印刷机等。由于不同的设备利用不同的色彩空间，呈现在不同设备上的对象需要进行色彩空间的转换，色彩管理是为了实现不同设备间的色彩匹配。比如在印刷领域主要用CMYK色彩空间。色彩空间转换的模式一般选择一种与设备无关的色彩空间作为中介，通过中介来实现色彩空间的转换。目前，色彩空间转换方法实现的结果存在差异，以致显示器上显示的样品的色彩与打印出来的样品的色彩存在很大差异。因此，色彩管理中的色彩差异问题成为一个急需解决的问题。

传统的色彩匹配方法有Neugebauer方程、一维非线性函数、线性矩阵转换、多维表转换等方法，这些方法都需要有经验的色彩专家针对不同的设备、墨水和纸张进行调整，工作量大、缺乏通用性。利用机器学习的色彩匹配方法很少，与传统方法相比，机器学习的方法能够更好的建立色彩空间转换的模型，达到更好的色彩空间转换效果。我们需要更多的数据来训练模型。目前没有自动的测色装置，手动测色的方法即消耗人力又降低效率。现有的测色仪对光线强度非常敏感，测色的误差大，并且适用的面料少。所以急需解决色彩采集过程中存在的问题。

发明内容

本发明要克服印刷技术的色彩空间转换所存在的问题，提供一种自动采取色彩的方法并对采取的色彩数据进行校准。在保证准确采取色块数据的同时，并提高了采取数据的效率。

本发明提供了一种用于纺织品自动色彩采集及校准的方法，包括以下步骤：

1)色彩采集装置预设置；

2)拍摄被测样本的当前状态；

3)计算标准色块图片中的每个色块在被测样本图片中的位置；

4)计算测量仪在被测样本上的运动轨迹；

5)自动采集色块数据。

所述的色彩采集装置可以自动沿X、Y方向自动测得被测样本的CIE1931XYZ的值，并且色彩采集装置适用于大于A2大小的面料。整个装置放置在1000×720×20mm的不锈钢平台上，平台的有效区域为594×420mm，用于放置被测样本。为了增加稳定性，设置3条宽为100mm，高为80mm的不锈钢轨道，分别为沿着Y轴方向左右各一条长700mm轨道,沿着X轴方向一条长780mm的轨道镶嵌在Y轴方向的轨道内。在X轴上有一个可滑动的滑块用来固定测色仪，测色仪保持与离平台上的被测样本1mm的距离，滑块可以沿着X轴方向移动。在X方向的轨道和测色仪可以一起沿着X轴方向移动，这样测色仪可以到达平台上有效区域内的任何一个位置。每次移动的距离可以提前设定。

所述的色彩采集装置消除了光照强度对测色准确率的影响。在整个装置上边缘设置1000×720×1200mm，厚3mm的塑料罩子，在罩子四周装置上可以收起放下的遮光材料。

所述的色彩采集装置适用于丝绸、棱织布、针织布三种常规布料。在遮光罩的顶部放置一台照相机，用于拍摄色彩采集装置采集色块数据时被测样品的状态，通过数据线连接到电脑，被拍摄的照片可以直接传输到电脑。

所述的被测样本铺放在测量台上。被测样本可能出现褶皱，而且它的铺放状态和标准色块图片可能存在角度差异、尺度差异等，所以需要根据被测样本的铺放状态自动调整测量头的测量轨迹。

所述的计算标准色块图片中的每个色块在被测样本图片中的位置的方法为：使用Harris角点检测找出被测图片和标准色块图片上的所有角点；为两张图片上角点建立一一对应关系；计算出标准色块上图片上的每个色块在被测图片上的位置。

所述的为两张图片上角点建立一一对应关系的方法为：以被测图片左上角为坐标原点，向右为x轴正方向，向下为y轴正方向，建立坐标轴。首先，对被测图片中的所有角点按照x坐标的升序排列；然后，对于x坐标相同的角点，按照y坐标的升序排列，生成被测图片的角点队列Q。按照相同的方法对标准色块图片的角点排序，生成标准色块图片的角点队列Q′。在两个队列中，位置相同的角点即为两张图像中的对应角点。

所述的计算出标准色块上图片上的每个色块在被测图片上的位置的方法为：设标准色块图像中检测出m×n个角点，共m行，每行有n个角点，标准色块图像中色块A的四个角点在角点队列Q中的编号分别为i，i+1,i+n,i+n+1。在被测样本的角点队列Q′中，编号为i，i+1,i+n,i+n+1的四个角点围成的区域即是A对应的色块A′。

所述的生成测色仪运动轨迹的方法是：首先，记录测色仪在标准色块图片上进行测量时的坐标，将坐标加入序列S；然后依次使用双线性差值的方法找出S中的每个坐标在被测图片上对应的坐标，加入序列S′。S′中的点即是测色仪在被测图片上的运动轨迹。

所述的使用双线性插值法依次找出S中的每个坐标在被测图片上对应的坐标，其方法为：首先使用线性插值法将被测图像上像素点的x坐标映射到被测图片，然后使用线性插值法将待测图像上像素点的y坐标映射到被测图片。

本发明的优点是：本发明自动色彩采集方法消除了光照强度等外界因素的影响。同时通过自动的方式采取数据，减少了人工消耗并且提高了效率。最后对采集的数据进行校准，提高了采集数据的准确性。

附图说明

图1是本发明方法所使用的色彩采集装置的结构图。

图2是本发明的方法流程图。

图3是双线性差值示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行清晰、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种用于纺织品自动色彩采集及校准的方法，图1展示了本发明方法所用的装置的立体图。本发明方法具体实施步骤如下：

步骤1，取来准备好的小于594×420mm的被测样品的布料，测量该布料上色块的长宽以及布料的长宽。

步骤2，打开遮光罩前面，把步骤1准备好的布料尽量铺平，放置在平台的有效区域内，测色仪被移出有效区域，不要遮挡布料。根据照相机的焦距调整相机距离被测样品的距离，直到可以得到清晰的拍摄被测样本的图像，拍摄被测样品的当前状态图像。然后根据步骤1测量的色块的长度以及被测样本的长宽，调整滑轴沿X轴方向的移动间隔，设置滑块分别沿X，Y轴移动的最大距离。把测色仪移动到布料上的边缘的一个色块上。关闭遮光罩，并放下遮光帘，保证整个装置完全隔绝外部光源的影响，打开装置的开关直到装置停止工作，被测样本的所有色块的数据已经保存在外接电脑上。

步骤3,计算标准色块图片中的每个色块在被测样本图片中的位置。

第一步，使用Harris角点检测找出被测图片和标准色块图片上的所有角点。

第二步，为两张图片上角点建立一一对应关系：以被测图片左上角为坐标原点，向右为x轴正方向，向下为y轴正方向，建立坐标轴。首先，对被测图片中的所有角点按照x坐标的升序排列；然后，对于x坐标相同的角点，按照y坐标的升序排列，生成被测图片的角点队列Q。按照相同的方法对标准色块图片的角点排序，生成标准色块图片的角点队列Q′。在两个队列中，位置相同的角点即为两张图像中的对应角点。

第三步，计算出标准色块上图片上的每个色块在被测图片上的位置：设标准色块图像中检测出m*n个角点，共m行，每行有n个角点，标准色块图像中色块A的四个角点在角点队列Q中的编号分别为i，i+1,i+n,i+n+1。在被测样本的角点队列Q′中，编号为i，i+1,i+n,i+n+1的四个角点围成的区域即是A对应的色块A′。

步骤4，计算测量仪在被测样本上的运动轨迹。

第一步，记录测量仪在标准色块图像上每次进行测量任务时的坐标，按顺序将坐标点加入序列S。

第二步，使用双线性差值法，将序列S中的坐标点转换到被测样本图像上：图1右边是标准色块图片中的一个色块，记为I。A、B、C、D是I的四个顶点，E是测量仪在色块I上进行测量任务时停留的位置。图3左边是被测图形中和I对应的色块I′，I′的四个顶点是A′、B′、C′、D′。

为了求出E在I′中的对应位置E′。首先在x轴方向上，对R1和R2两个点进行插值；然后在y轴方向上差值出E′。

$E^{\′}.x=A^{\′}.x+\frac{E.x-A.x}{B.x-A.x}*(B^{\′}.x-A^{\′}.x)$

$E^{\′}.y=C^{\′}.y+\frac{E.y-C.y}{B.y-C.y}*(B^{\′}.y-C^{\′}.y)$

按顺序将被测图片的每个色块中的测量位置加入序列S′，S′即是测量仪在被测图片中的运行轨迹。

步骤5，打开色彩采集装置开关，自动采集被测样品上的色块数据。

最后，以上所述仅为本发明较有代表性的实施例。本领域的普通技术人员可在不脱离本发明的发明思想情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求数提到的创新性特征的最大范围。

Claims (7)

1.一种用于纺织品自动色彩采集及校准的方法，包括如下步骤：

1)色彩采集装置预设置；

2)拍摄被测样本的当前状态；

3)计算标准色块图片中的每个色块在被测样本图片中的位置；

4)计算测量仪在被测样本上的运动轨迹；

5)自动采集色块数据。

2.根据权利要求1所述的一种用于纺织品自动色彩采集及校准的方法，其特征在于：所述的步骤1)中色彩采集装置满足消除光照强度的影响的条件，并且可以沿X、Y方向自动的扫描整个被测样品；该色彩采集装置适用于丝绸、棱织布、针织布三种常规布料；该色彩采集装置采集的数据为CIE1931XYZ值；该色彩采集装置适用于小于A2(420×594mm)大小的布料，每个被测样本上包含1500个色块，即1500个样本。

3.根据权利要求1所述的一种用于纺织品自动色彩采集及校准的方法，其特征在于：所述的步骤2)在扫描之前，用照相机为被测样本拍照；计算出标准色块上图片上的每个色块在被测图片上的位置；根据测色仪在标准色块图像上的运行轨迹，生成测色仪在被测样本上的运动轨迹。

4.根据权利要求3所述方法，其特征在于：所述的计算标准色块图片中的每个色块在被测样本图片中的位置具体是：使用Harris角点检测找出被测图片和标准色块图片上的所有角点；为两张图片上角点建立一一对应关系；计算出标准色块上图片上的每个色块在被测图片上的对应的区域。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的为被测图片和标准色块的角点建立对应关系的方法是：以被测图片左上角为坐标原点，向右为x轴正方向，向下为y轴正方向，建立坐标轴；首先，对被测图片中的所有角点按照x坐标的升序排列；然后，对于x坐标相同的角点，按照y坐标的升序排列，生成被测图片的角点队列；按照相同的方法对标准色块图片的角点排序，生成标准色块图片的角点队列；在两个队列中，位置相同的角点即为两张图像中的对应角点。

6.根据权利要求1所述的一种用于纺织品自动色彩采集及校准的方法，其特征在于：所述的步骤4)中生成测色仪运动轨迹的方法是：首先，按顺序记录测色仪在标准色块图片上进行测量时的坐标，将坐标加入序列S；然后，使用双线性插值法依次找出S中的每个坐标在被测图片上对应的坐标，加入序列S′。S′点即是测色仪在被测图片上的运动轨迹。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述的使用双线性插值法依次找出S中的每个坐标在被测图片上对应的坐标具体是：首先使用线性插值法将被测图像上像素点的x坐标映射到被测图片，然后使用线性插值法将待测图像上像素点的y坐标映射到被测图片。