CN111537457A - 一种基于紫外可见光相似度的色差分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于紫外可见光相似度的色差分析方法，包括如下步骤：基线校正、对照及样品扫描、色差分析，本发明操作简单、所需时间短，仅需要几分钟就可以对样品的色差进行简单快速判定。
Description
技术领域
本发明涉及一种色差分析方法，具体涉及一种基于紫外可见光相似度的色差分析方法，属于分析检测领域。
背景技术
在科学技术的飞速发展的今天，人们对颜色品质的要求也是越来越高。由于光照颜色是一种极不稳定的视觉特征，很容易受到光源变化的影响，因而怎样精确的去控制颜色质量使其尽可能的与标准色样一致，这一直以来都是印染等行业的难题。颜色品质意识的提升，使得精确的颜色质量控制在各个与颜色有关的印染行业成为一种必要性。在以往产品的生产中，基本都是靠那些有着丰富经验的人员离线地去辨别生产产品及标准样品之间的色差，所以，其结果会受到人员的身体条件、心理状态以及工作环境的影响。这种人工的方法存在误判率高，人力投入量大，浪费资源、所需成本高以及人眼判定存在主观性等弊端。
通常色差有两种形式：一种是同批次间的颜色一致，但与原始颜色有色差；另一种是同批次间的颜色有色差，有的与原始颜色一致，但有的与原始颜色不一致。目前色差分析常采用LAB颜色空间方法，它是基于人眼对颜色的感知，可以表示人眼所能感受到的所有颜色。L表示明度，A表示红绿色差，B表示蓝黄色差。两个颜色之见的色差：
ΔE=( ΔL^2 + ΔA^2 + ΔB^2 ) ^ (1/2)；
然而上述方法并不能快速准确客观的反应结果。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种基于紫外可见光相似度的色差分析方法，通过紫外可见光分析仪，获取不同染液的可见光谱信息，通过夹角余弦相似度的计算，来分析其色差。可以用于染液涂料等色差的简单快速判定。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于紫外可见光相似度的色差分析方法，获取不同染液的紫外可见光谱信息，计算两者的夹角余弦相似度，通过夹角余弦相似度确定两者色差。
一种基于紫外可见光相似度的色差分析方法，包括如下步骤：
步骤（1）、基线校正：
以空白溶液作为参比液，测定前用空白溶液做基线校正；
步骤（2）、对照及样品扫描：
分别将对照溶液和样品溶液加入，进行测定；
步骤（3）、相似度计算：
以对照样光谱为参照，计算样品光谱的夹角余弦相似度；
步骤（4）、色差分析
按下列相似度范围匹配对应的色差区间：
相似度(0.95,1]，对应的色差为[0,0.25)；相似度[0.95,0.9)，对应的色差为[0.25,0.5)；相似度(0.8,0.9]，对应的色差为[0.5,1)；相似度(0.6,0.8]，对应的色差为[1,2)；相似度(0.4,0.6]，对应的色差为[2,4)；相似度[0,0.4]，对应的色差为[4,∞)。
进一步地，步骤（1）中，校正时光谱扫描范围：800-300nm。
进一步地，步骤（2）中，光谱扫描范围：760-380nm，每个样品检测次数不少于3次。
进一步地，步骤（3）中，样品光谱的夹角余弦相似度计算具体是将步骤（2）所得对照溶液和样品溶液的紫外光谱导入Chempattern，以对照样光谱为参照，计算样品光谱的夹角余弦相似度。
与现有技术相比，本发明有益效果为：
（1）本发明操作简单、所需时间短，仅需要几分钟就可以对样品的色差进行简单快速判定。
（2）本发明选择的可见光光谱范围，其色差分析准确度相对近红外、中红外等的分析更为准确。
（3）本发明创新的发现了相似度与色差之间的关系，通过分析相似度与色差ΔE值的相关性，找到了相似度与色差ΔE值的对应关系，可以对色差范围进行快速判定，客观的反应结果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
实施例1
本实施例的基于紫外可见光相似度的色差分析方法，步骤如下：
步骤（1），基线校正：
选择1个棕色卷烟纸染液作为标样，同时配制20个不同色差的染液样品，以空白溶液作为参比液，测定前先用空白溶液做基线校正，校正时光谱扫描范围：800-300nm。
步骤（2），对照及样品扫描：
分别将对照溶液和样品溶液加入，进行测定，光谱扫描范围：760-380nm。每个样品检测次数不少于3次。
步骤（3），相似度计算：
将步骤（2）所得光谱，导入Chempattern，以对照样光谱为参照，计算样品光谱的夹角余弦相似度。
步骤（4）、色差分析
按下列相似度范围匹配对应的色差区间：
相似度(0.95,1]，对应的色差为[0,0.25)；相似度[0.95,0.9)，对应的色差为[0.25,0.5)；相似度(0.8,0.9]，对应的色差为[0.5,1)；相似度(0.6,0.8]，对应的色差为[1,2)；相似度(0.4,0.6]，对应的色差为[2,4)；相似度[0,0.4]，对应的色差为[4,∞)。
同时，采用色差仪对其色差进行分析，所得样品数据如表1所示。
表1 20卷烟纸染液相似度与色差值
对照实验
采用中红外、近红外对实施例中样品进行分析，并按实施例1所述方法计算夹角夹角余弦相似度，其数据如表2所示：
表2 20卷烟纸染液相似度与色差值
对比中红外、近红外与色差的数据表明，中红外和近红外对较大的色差变化其相似度差异大，但是差别较小时，中红外和近红外相似度变化不明显。
试验结果表明，相似度分析结果与色差仪结果存在一致性，且分布区间一一对应，可以用于色差的快速判定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于紫外可见光相似度的色差分析方法，其特征在于：获取不同染液的紫外可见光谱信息，计算两者的夹角余弦相似度，通过夹角余弦相似度确定两者色差。
2.一种基于紫外可见光相似度的色差分析方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤（1）、基线校正：
以空白溶液作为参比液，测定前用空白溶液做基线校正；
步骤（2）、对照及样品扫描：
分别将对照溶液和样品溶液加入，进行测定；
步骤（3）、相似度计算：
以对照样光谱为参照，计算样品光谱的夹角余弦相似度；
步骤（4）、色差分析
按下列相似度范围匹配对应的色差区间：
相似度(0.95,1]，对应的色差为[0,0.25)；相似度[0.95,0.9)，对应的色差为[0.25,0.5)；相似度(0.8,0.9]，对应的色差为[0.5,1)；相似度(0.6,0.8]，对应的色差为[1,2)；相似度(0.4,0.6]，对应的色差为[2,4)；相似度[0,0.4]，对应的色差为[4,∞)。
3.根据权利要求2所述的基于紫外可见光相似度的色差分析方法，其特征在于：步骤（1）中，校正时光谱扫描范围：800-300nm。
4.根据权利要求2所述的基于紫外可见光相似度的色差分析方法，其特征在于：步骤（2）中，光谱扫描范围：760-380nm，每个样品检测次数不少于3次。
5.根据权利要求2所述的基于紫外可见光相似度的色差分析方法，其特征在于：步骤（3）中，样品光谱的夹角余弦相似度计算具体是将步骤（2）所得对照溶液和样品溶液的紫外光谱导入Chempattern，以对照样光谱为参照，计算样品光谱的夹角余弦相似度。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113484272A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-10-08 | 云南中烟工业有限责任公司 | 基于近红外光谱采用相似度分析技术快速预测新鲜烟叶中油分的方法 |
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| CN104679878A (zh) * | 2015-03-12 | 2015-06-03 | 清华大学 | 基于NPsim矩阵的近邻颜色搜索方法及装置 |
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| 王淑慧: "茶汤光谱指纹图谱判别分析及相似度评价在绿茶分级中的应用", 《食品科学技术学报》 * |
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