CN112557320B - 基于hsv/hsb的图像比色的浓度测定方法、系统、存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供基于HSV/HSB的图像比色的浓度测定方法，包括以下步骤：获取图像采集装置在光源照射下采集的呈单色溶液的待测样本的彩色图像；获取所述彩色图像在HSV/HSB模型下各像素点的饱和度值、明度值；根据所述待测样本的浓度值与所述饱和度值和所述明度值之间关系，通过指示待测样本颜色深度表征值的饱和度值、明度值获得所述待测样本的浓度值

。只需对待测样本采集彩色图像，根据所述待测样本的浓度值与所述饱和度值S和所述明度值V之间的关系，计算待测样本的浓度值。可对单一待测样本进行浓度测定，也可同时对若干个待测样本进行浓度测定，实现高通量的定量分析，操作简单、快速。

Description

基于HSV/HSB的图像比色的浓度测定方法、系统、存储介质

技术领域

本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种基于HSV/HSB的图像比色的浓度测定方法、系统、存储介质。

背景技术

比色分析法是利用被测有色溶液本身的颜色，或加入试剂后呈现的颜色，用眼睛(或目测比色计)观察、比较有色溶液颜色深度，或用光电比色计进行测量以确定有色溶液中被测物质浓度的方法。目前常用的一般是采用分光光度计原理进行比色分析，通过在盛放待测样本容器两侧设置激光发射器和接收器，通过测定有色溶液在特定波长或一定波长范围内光的吸收度，来分析待测样本浓度。该方法仅能采用单项依次操作，只能进行点测量，当待测样本数量较多时，需要增加传送结构来将不同的待测样本运输到检测位置，不能进行空间测量，故在需要高通量检测的场合并不适用。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于HSV/HSB的图像比色的浓度测定方法，操作简单，可实现高通量定量分析。

为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现。

本发明的第一个目的是提供基于HSV/HSB的图像比色的浓度测定方法，包括以下步骤：

获取图像采集装置在光源照射下采集的呈单色溶液的待测样本的彩色图像；

获取所述彩色图像在HSV/HSB模型下各像素点的饱和度值、明度值；

根据所述待测样本的浓度值与所述饱和度值和所述明度值之间的关系，通过指示待测样本颜色深度表征值的饱和度值、明度值获得所述待测样本的浓度值

；

所述关系包括：

浓度值

＝K×(S/V)+C；其中，/>

为单色溶液浓度，K为和样本相关的系数，C为调整系数；所述颜色深度表征值为S与V的比值；或；

浓度值

其中，/>

为单色溶液浓度，A1、B1为和样本相关的系数，e为常数；所述颜色深度表征值为S与V的比值；或；

浓度值

其中，/>

为单色溶液浓度，A2、B2为和样本相关的系数；所述颜色深度表征值为S与V的比值。

优选地，还包括步骤：根据各像素点的明度值、饱和度值获取对应的明度均值、饱和度均值，以指示待测样本颜色深度。

优选地，还包括步骤：

获取若干标准液的类型与系数值对应关系的类型匹配库，以匹配待测样本比色时浓度计算公式的系数值。

优选地，还包括步骤：

获取与待测样本类型相同的单色溶液不同已知浓度值与对应的彩色图像颜色深度表征值的一一对应关系，以匹配出所述待测样本的浓度。

本发明的第二个目的是提供一种图像比色测定单色溶液浓度系统，所述系统包括：

提取模块，被配置用于获取图像采集装置采集的彩色图像在HSV/HSB模型下各像素点的饱和度值、明度值；

比色模块，被配置用于根据所述待测样本的浓度值与所述饱和度值和所述明度值之间的关系，通过指示待测样本颜色深度的饱和度值、明度值获得所述待测样本的浓度值。

优选地，所述比色模块存储有类型匹配库和/或浓度匹配库。

本发明的第三个目的是提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行如上所述的方法。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明提供的一种基于HSV/HSB的图像比色的浓度测定方法，对于同一种类型的单色溶液，浓度不同，单色溶液的颜色深浅不同；根据所述待测样本的浓度值与所述饱和度值和所述明度值之间的关系，在指示溶液颜色深度的饱和度值、明度值与溶液浓度之间建立关系式，通过获取饱和度值、明度值以获得待测样本的浓度值。可对单一待测样本进行浓度测定，也可同时对若干个待测样本进行浓度测定，实现高通量的定量分析，操作简单、快速。

在一优选方案中，提供三种浓度计算公式，根据用户的需求，比色模块存储至少任意一种浓度计算公式，以对待测样本的浓度进行计算。运算简单、快捷。

本上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的基于HSV/HSB的图像比色的浓度测定方法的流程图；

图2为本发明的组1至组17的单色溶液的图像；

图3为本发明的组1至组17的单色溶液获取的V和S的乘积与其浓度的关系图；

图4为本发明的比色仪的结构剖视图。

图中：1、比色仪；10、图像采集模块；20、样品模块；21、载台；22、容器架；23容器；30、发光模块；40、反射组件；

201、组1图像；202、组2图像；203、组3图像；204、组4图像；205、组5图像；206、组6图像；207、组7图像；208、组8图像；209、组9图像；210、组10图像；211、组11图像；212、组12图像；213、组13图像；214、组14图像；215、组15图像；216、组16图像；217、组17图像；218、空白位。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

实施例1

光是一种电磁波，由不同波长(380～780nm)的电磁波按一定比例组成的混合光，通过棱镜可分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种颜色相连续的可见光谱。同理，红黄蓝三种原色的调制也可以得到任意波长的单色光的颜色。当白光通过溶液时，如果溶液对各种波长的光都不吸收，溶液就没有颜色。如果溶液吸收了其中一部分波长的光，则溶液就呈现透过溶液后剩余部分光的颜色。有色溶液的颜色是被吸收光颜色的补色。吸收越多，则补色的颜色越深。比较有色溶液颜色的深度，实质上就是比较有色溶液对它所吸收光的吸收程度。

本发明提供基于HSV/HSB的图像比色的浓度测定方法，如图1所示，包括以下步骤：

S10、获取图像采集装置在光源照射下采集的呈单色溶液的待测样本的彩色图像；具体地，采用图像采集模块获取待测样本的彩色图像；图像采集模块具有图像生成能力，将待测样本成像在成像位置并生成相应的彩色图像；彩色图像指图像中的每个像素值都分成R、G、B三个基色分量，每个基色分量直接决定其基色的强度，这样产生的色彩称为真彩色，为有色溶液的实际颜色情况；进一步地，图像采集模块包括但不限于摄像头、相机、摄像机；具体地，图像采集模块、发光模块分别配置于盛放待测样本的容器的两侧，开启浓度测定时，发光模块发出光线，照向盛放待测样本的容器，通过光线的直线传播、折射或反射后聚焦在成像平面上，最终获得盛放有待测样本的彩色图像；进一步地，根据需要可采集待检测单色溶液的局部位置图像或整个单色溶液的图像或包括盛放有单色溶液的容器的图像作为图像采集区域；

S20、获取所述彩色图像在HSV/HSB模型下各像素点的饱和度值、明度值；具体地，采用提取模块获取彩色图像在HSV/HSB模型下各像素点的饱和度值、明度值；饱和度表示颜色接近光谱色的程度；一种颜色，可以看成是某种光谱色与白色混合的结果，其中，光谱色所占的比例愈大，颜色接近光谱色的程度就愈高，颜色的饱和度也就愈高；饱和度高，颜色则深而艳；光谱色的白光成分为0，饱和度达到最高；通常取值范围为0％～100％，值越大，颜色越饱和；明度表示颜色明亮的程度，对于光源色，明度值与发光体的光亮度有关；对于物体色，此值和物体的透射比或反射比有关，通常取值范围为0％(黑)到100％(白)；在一实施例中，步骤获取所述彩色图像在HSV/HSB模型下各像素点的饱和度值、明度值包括：获取所述彩色图像在RGB模型下各像素点的R、G、B三通道值；根据所述R、G、B三通道值构建HSV模型，以获得所述明度值、所述饱和度值。根据现有的转换函数根据所述R、G、B三通道值构建HSV模型，进而得到对应像素点的明度值、饱和度值，即根据所述R、G、B三通道值转换得到各像素点在HSV模型下的明度值、饱和度值；

S30、根据所述待测样本的浓度值与所述饱和度值和所述明度值之间的关系，根据指示待测样本颜色深度表征值的饱和度值、明度值获得所述待测样本的浓度值

；其中，浓度值与饱和度值和明度值之间的关系包括：

浓度值

＝K×(S/V)+C；其中，/>

为单色溶液浓度，K为和样本相关的系数，C为调整系数；所述颜色深度表征值为S与V的比值；或；

浓度值

其中，/>

为单色溶液浓度，A1、B1为和样本相关的系数，e为常数；所述颜色深度表征值为S与V的比值；或；

浓度值

其中，/>

为单色溶液浓度，A2、B2为和样本相关的系数；所述颜色深度表征值为S与V的比值。根据格拉斯曼定律，两束不同颜色的光按照一个比例混合，得到第三种颜色，那么视锥细胞对这个混合颜色的反应也将是前两个反应的线性叠加。即单色溶液的浓度发生改变，主要反应为颜色深度的变化。单位体积内的离子浓度和颜色深浅成正比，即饱和度值和单色溶液的浓度成正比，明度值和单色溶液的浓度成反比。在指示待测样本颜色深度的饱和度值、明度值与单色溶液浓度之间建立关系式，具体地，关系式为浓度计算公式，并存储于比色模块。比色模块存储有浓度计算公式，浓度计算公式由系数及所述明度值、所述饱和度值组成，并且浓度值与饱和度值呈正比关系，与明度值呈反比关系，即获取所述明度值、所述饱和度值后，即可计算得到待测样本的浓度，方便快捷，效率高，可实现高通量测定，一个图像采集模块可以对一个待测样本或同时对若干个待测样本进行图像采集，通过提取模块获取相应待测样本的明度值、饱和度值后即可得到相应待测样本的浓度，使得浓度检测实现高效、快捷、批量。

应当理解，HSB又称HSV，表示一种颜色模式。在HSB模式中，H(hues)表示色相，S(saturation)表示饱和度，B(brightness)表示明度，HSB模式对应的媒介是人眼。明度可用B(brightnes)或V(value)表示。本实施例以HSV为例，当使用HSB模式时，用B表示明度。

应当理解，本发明提供基于HSV/HSB的图像比色的浓度测定方法，溶液的颜色由溶质决定，溶液呈单色表示溶液的颜色是单一的，对于同一种溶液，溶液颜色越深则浓度越大。应当理解，本申请的方法对单色溶液进行浓度测定时，当单色溶液中存在多种影响单色溶液颜色的物质时，可通过前期处理，使得单色溶液中仅有被测物质呈现颜色，可采用任意现有前期处理方法。

进一步地，还包括步骤：根据各像素点的明度值、饱和度值获取对应的明度均值、饱和度均值，以指示待测样本颜色深度。具体地，各像素点的明度值、饱和度值是通过各像素点的R、G、B三通道值构建HSV模型后获得。具体地，在一实施例中，包括步骤：根据图像的目标区域每一像素点的R、G、B三通道值以获得对应像素点的所述明度值、所述饱和度值；其中，图像的目标区域可根据需求调整采集大小或形状。在又一实施例中，当单色溶液任意两像素点颜色深浅差别小于预设阈值时，包括步骤：根据图像的目标区域预设数量的像素点的R、G、B三通道值以获得对应像素点的所述明度值、所述饱和度值。具体地，当待测样本各部位颜色深浅区别不大，获取图像的不同像素点的三通道值差异不大，不用获取目标区域所有像素点的三通道值，即任意两像素点颜色深浅差别小于预设阈值时，选取预设数量像素点的R、G、B三通道值即可。

在一实施例中，

浓度值

＝K×(S/V)+C；其中，/>

为单色溶液浓度，K为和样本相关的系数，C为调整系数；所述颜色深度表征值为S与V的乘积。具体地，该浓度计算公式存储于比色模块内，且该浓度计算公式对应的K、C数值也存储于比色模块内，将提取模块获取的彩色图像的饱和度均值S、明度均值V代入该浓度计算公式，即可得到待测样本的浓度。

在又一实施例中，浓度值

其中，/>

为单色溶液浓度，A1、B1为和样本相关的系数，e为常数；所述颜色深度表征值为S与V的比值。同样的，该浓度计算公式存储于比色模块内，且该浓度计算公式对应的A1、B1数值、常数e也存储于比色模块内，将提取模块获取的彩色图像的饱和度均值S、明度均值V代入该浓度计算公式，即可得到待测样本的浓度。

在又一实施例中，浓度值

其中，/>

为单色溶液浓度，A2、B2为和样本相关的系数；所述颜色深度表征值为S与V的比值。同样的，该浓度计算公式存储于比色模块内，且该浓度计算公式对应的A2、B2数值也存储于比色模块内，将提取模块获取的彩色图像的饱和度均值S、明度均值V代入该浓度计算公式，即可得到待测样本的浓度。

具体地，比色模块存储至少一种上述任意一种浓度计算公式。当比色模块存储一种浓度计算公式时，直接按存储的浓度计算公式进行运算；当比色模块存储两种或三种浓度计算公式时，用户可自主选择一种浓度计算公式进行运算，为用户提供可选择性。

进一步地，由于上述任意一种浓度计算公式均含有系数，且系数与样本相关，当本发明提供的基于HSV/HSB的图像比色的浓度测定方法，仅用于测定一种类型的单色溶液的浓度，采集该类型单色溶液所对应的标准液的彩色图像时获取明度均值、饱和度均值，计算得出相应的系数值并保存于存储单元即可，每次测定浓度时，直接调用相应的浓度计算公式进行运算。当本发明提供的基于HSV/HSB的图像比色的浓度测定方法用于多种不同类型的单色溶液的浓度测定时，由于不同类型的单色溶液所对应的各系数值不一定相同，因而还包括步骤：获取若干标准液的类型与当前选择应用的浓度值计算公式中不同系数值对应关系的类型匹配库，以匹配待测样本比色时浓度计算公式的系数值。具体地，包括步骤：

获取若干已知单色溶液类型的标准液的彩色图像；具体地，准备若干不同类型(如不同种类)的标准液，将每一标准液配置成若干不同浓度的单色溶液，采集相应的彩色图像，以获得其彩色图像的明度值、饱和度值；

获取相应彩色图像的饱和度均值S、明度均值V；

将单色溶液的浓度、相对应的饱和度均值S和明度均值V代入浓度计算公式，获得系数的数值；即通过相应单色溶液浓度、其彩色图像的明度均值、饱和度均值代入浓度计算公式，以确定相应单色溶液的相应的浓度计算公式所对应的系数值；

将系数的数值与相对应的单色溶液的类型保存于存储模块，获得系数匹配库。具体地，当比色模块仅存储一种浓度计算公式时，只需获得该浓度计算公式的系数值；当比色模块存储两种或三种浓度计算公式时，需获取比色模块存储的每一个浓度计算公式所对应的系数值。

进一步地，还包括步骤：

将所述待测样本的类型与所述系数匹配库匹配，得具体的浓度计算公式。具体地，系数匹配库的建立，即根据系数匹配库中相应的浓度计算公式的系数值与单色溶液类型之间的对应关系，当待测样本的类型与系数匹配库中的单色溶液类型配对成功时，即可获得相应浓度计算公式的系数值，即获得确切的浓度计算公式，可直接用于计算待测样本的浓度。即在进行待测样本浓度测定时，输入待测样本的类型(如种类)，即可获得对应的浓度计算公式的具体的系数值，进而获得确定的浓度计算公式。进行同一批次浓度测定时，待测样本为同一单色溶液类型，匹配一次得到相应的浓度计算公式的具体的系数值即可；当需对不同单色溶液类型的单色溶液进行测定时，分批次进行测定，只需输入待测样本的类型，即可进行检测，高效快捷、适用范围广，可随时更新系数匹配库，以扩大基于HSV/HSB的图像比色的浓度测定方法对象的范围。

在一实施例中，还包括步骤：获取与待测样本类型相同的单色溶液不同已知浓度值与对应的彩色图像颜色深度表征值的一一对应关系，以匹配出所述待测样本的浓度。比色模块存储的浓度计算公式，准备若干不同类型的单色溶液以针对不同类型的单色溶液建立浓度匹配库；进一步地，对于同一类型的单色溶液，配置成若干不同浓度的样本，通过本发明提供的基于HSV/HSB的图像比色的浓度测定方法，得到同一类型的单色溶液的浓度和相应彩色图像的颜色深度表征值的关系，形成浓度匹配库。

在一实施例中，当比色模块存储的浓度计算公式为

＝K×S×V+C时，通过得到同一类型的单色溶液的浓度和相应彩色图像的饱和度均值S与明度均值V乘积的关系，形成浓度匹配库。具体地，对于同一类型的单色溶液，步骤建立浓度匹配库包括：

获取若干已知浓度的单色溶液的彩色图像的明度均值V、饱和度均值S；具体地，采用图像采集模块获取若干已知浓度的单色溶液的彩色图像，采用提取模块获取相应彩色模块的明度均值V、饱和度均值S；

获取颜色深度表征值；所述颜色深度表征值为明度均值V与饱和度均值S乘积值；

将相应单色溶液的浓度、颜色深度表征值保存于存储单元，得浓度匹配库。

进一步地，还包括步骤：

将所述待测样本的明度值与饱和度值乘积值(即颜色深度表征值)于所述浓度匹配库内匹配，以获得所述待测样本的浓度。具体地，通过将单色溶液的浓度与该单色溶液的彩色图像的明度值与饱和度值乘积值建立对应关系，当待测样本测定浓度时，采集待测样本的彩色图像并获得其彩色图像的明度值与饱和度值，即可得到该单色溶液对应的彩色图像的明度值与饱和度值乘积值，进而可在浓度匹配库里匹配出其浓度数值。

在又一实施例中，当比色模块存储的浓度计算公式为

或/>

时，通过得到同一类型的单色溶液的浓度和相应彩色图像的饱和度均值S与明度均值V的比值，形成浓度匹配库。具体地，对于同一类型的单色溶液，步骤建立浓度匹配库包括：

获取若干已知浓度的单色溶液的彩色图像的明度均值V、饱和度均值S；具体地，采用图像采集模块获取若干已知浓度的单色溶液的彩色图像，采用提取模块获取相应彩色模块的明度均值V、饱和度均值S；

获取颜色深度表征值；所述颜色深度表征值为饱和度均值S与明度均值V比值；

将相应单色溶液的浓度、颜色深度表征值保存于存储单元，得浓度匹配库。

进一步地，还包括步骤：

将所述待测样本的饱和度均值S与明度均值V比值于所述浓度匹配库内匹配，以获得所述待测样本的浓度。具体地，通过将单色溶液的浓度与该单色溶液的彩色图像的饱和度均值S与明度均值V比值建立对应关系，当待测样本测定浓度时，采集待测样本的彩色图像并获得其彩色图像的明度值与饱和度值，即可得到该单色溶液对应的彩色图像的饱和度均值S与明度均值V比值，进而可在浓度匹配库里匹配出其浓度数值。

通过两套计算方案以测定待测样本的浓度，一种是通过浓度计算公式直接计算得到待测样本的浓度，另一种是通过浓度匹配库匹配出待测样本的浓度。进一步地，执行基于HSV/HSB的图像比色的浓度测定方法时，可根据用户选择相应的计算方案，也可自动匹配相应的计算方案。当自动匹配相应的计算方案时，根据相应的浓度计算公式获取得到该公式所需的待测样本的彩色图像的颜色深度表征值后，在浓度匹配库中进行匹配，匹配结果为无时，将获取的待测样本的彩色图像的颜色深度表征值直接代入相对应的浓度计算公式进行计算，求得待测样本的浓度值。

具体地，以浓度计算公式为

＝K×S×V+C时为例进行阐述。准备17组已知浓度的单色溶液用以做线性回归分析。分别获取其相应的彩色图像，以根据单色溶液的彩色图像的明度均值与饱和度均值乘积值与单色溶液浓度之间的关系确定相应浓度计算公式的K数值、C数值。如图2所示，为组1至组17单色溶液放置在比色仪1的样品模块20的容器架22上后形成的图像，在一实施例中，样品模块20设有二十一个安置位，每一安置位用以放置一个容器23，由于样品模块20放置了17组待测样本，还剩四个空白位218。组1至组17颜色逐渐变深；应当理解，实际获取的图像为彩色图像，因专利申请文件对附图的要求，图2为对实际获取的彩色图像做了灰度处理后的图片。获取了相应单色溶液的彩色图像后，获取彩色图像的明度均值、饱和度均值，计算出明度均值与饱和度值乘积均值，以获得彩色图像的颜色深度表征值。如图3所示，以17组单色溶液的明度均值与饱和度均值乘积值、浓度分别为横坐标、纵坐标形成关系图。横坐标x表示明度均值与饱和度均值的乘积；纵坐标y表示浓度；得到x与y的关系式，为y＝-0.0053x+0.7895；其中系数K等于-0.0053；调整系数C等于0.7895；R²表示相关指数，用以反应线性回归分析的效果，介于0～1之间，越接近1，回归拟合效果越好，一般认为超过0.8的模型拟合优度比较高。进而得到一种新的、便捷的浓度计算公式/>

＝K×S×V+C。可对单一待测样本进行浓度测定，也可同时对若干个待测样本进行浓度测定，实现高通量的定量分析，快速、便捷。应当理解，/>

与/>

两浓度计算公式的线性回归分析与/>

＝K×(S/V)+C浓度计算公式的线性回归分析方法相同，在次不再赘述。/>

17组单色溶液的明度均值V与饱和度均值S乘积值、浓度值对应关系见表一。

表一

序号	浓度(g/L)	S*V
			组1	0.5	51.32802
组2	0.48	65.15146
			组3	0.46	63.26312
组4	0.45	70.03295
			组5	0.43	70.51928
组6	0.41	72.21342
			组7	0.4	71.79225
组8	0.38	75.13528
			组9	0.36	80.2585
组10	0.35	87.13145
			组11	0.33	80.52519
组12	0.3	89.05224
			组13	0.26	95.94428
组14	0.23	111.1566
			组15	0.2	111.3673
组16	0.16	121.0743
			组17	0.13	123.2462

实施例2

本发明提供一种图像比色测定单色溶液浓度系统，如图4所示，所述系统包括：

提取模块，被配置用于获取所述彩色图像的饱和度值S、明度值V；

比色模块，被配置用于根据待测样本的浓度值与所述饱和度值S和所述明度值V之间的关系，通过指示待测样本颜色深度的饱和度值、明度值获得所述待测样本的浓度值。

进一步地，所述比色模块存储有类型匹配库和/或浓度匹配库。当比色模块存储有类型匹配库时，进行浓度测定前，将待测样本的类型于类型匹配库中进行匹配，以获得对应浓度计算公式的系数值。当比色模块存储有浓度匹配库时，进行浓度测定时，将待测样本的彩色图像的颜色深度表征值在浓度匹配库中进行匹配，以匹配出浓度值，若匹配结果为零，则直接采用浓度计算公式获取其浓度值。

本发明还提供一种比色仪1，用以执行上述系统，所述比色仪1包括：

样品模块20，被配置用于放置待测样本；具体地，样品模块20可以是固定不动，图像采集模块10与样品模块20放置的待测样本位置相匹配，以准确采集图像；样品模块20也可以是能够运动的，以将待测样本运送至配合图像采集模块10进行图像采集的位置；样品模块20包括载台21，载台21可拆卸连接有容器架22，容器架22上固定有用以盛放待测样本的容器23，或容器架22上设有用以安放容器23的容置槽，以便于更换待测样本；应当理解，容器23为透明无色状，以免对待样本的颜色状况造成影响；

图像采集模块10，被配置用于获取所述待测样本的彩色图像；

发光模块30，被配置用于自所述待测样本背面向所述图像采集模块投射光。发光模块30为灯板，进一步地，灯板包括固定板、设置于固定板上的若干LED灯珠，若干LED灯珠均匀分布，朝向样品模块20设置，以向样品模块20发出均匀的光线；

提取模块，被配置用于获取所述彩色图像的饱和度值S、明度值V；

比色模块，被配置用于根据所述待测样本的浓度值与所述饱和度值S和所述明度值V之间的关系，通过指示待测样本颜色深度的饱和度值、明度值获得所述待测样本的浓度值。

具体地，图像采集模块10、样品模块20、发光模块30设置于箱体的一封闭腔体内，腔体内壁为黑色，以降低腔体内壁对发光模块30发出光线的反射作用，以保证图像采集模块10采集的彩色图像的精准率。样品模块20、图像采集模块10、发光模块30、提取模块、比色模块、箱体构成比色仪1的基本结构，用以执行上述HSV/HSB色彩空间比色系统。

进一步地，所述样品模块，配置有若干安置位，以供所述图像采集模块同时采集若干待测样本的彩色图像。样品模块可根据需求放置一个待测样本或若干个待测样本，以实现高通量测定。

在一实施例中，样品模块20、图像采集模块10沿发光模块30集中发出的光线方向分布，当发光模块30开启后，图像采集模块10采集样品模块20上待测样本的彩色图像。在又一实施例中，所述系统还包括反射组件40；样品模块20沿发光模块30集中发出的光线方向分布，发光模块30发出的光线经过待测样本后，经反射组件40反射射向图像采集模块10，以供图像采集模块10采集待测样本的彩色图像。即图像采集模块10位于发光模块30集中发出的光线经反射组件40而改变路径的方向，以合理安排样品模块20、图像采集模块10在箱体内的分布，有利于箱体尺寸的小型化设计。

在一实施例中，比色模块将获得的待测样本的浓度发送至显示模块，以供用户读取测定的浓度数值。进一步地，显示模块可设置于比色仪1的箱体上，也可设置于与比色仪1电性连接的显示器上。

实施例3

本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行如上所述的方法。执行如上所述的方法的程序代码存储于计算机可读存储介质上，以便计算机的处理器进行读取并执行。

以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

本领域内的技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本说明书一个或多个实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书一个或多个实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本说明书的实施例是参照根据本说明书实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书一个或多个实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书一个或多个实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本说明书一个或多个实施例可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书一个或多个实施例，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

Claims (7)

1.基于HSV/HSB的图像比色的浓度测定方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取图像采集装置在光源照射下采集的呈单色溶液的待测样本的彩色图像；

获取所述彩色图像在HSV/HSB模型下各像素点的饱和度值、明度值；

根据所述待测样本的浓度值与所述饱和度值和所述明度值之间的关系，通过指示待测样本颜色深度表征值获得所述待测样本的浓度值

；

为单色溶液浓度值，所述颜色深度表征值为S与V的比值；

所述关系包括：

浓度值

＝K×(S/V)+C；其中，K为和样本相关的系数，C为调整系数；或；

浓度值

其中，A1、B1为和样本相关的系数，e为常数；或；

浓度值

其中，A2、B2为和样本相关的系数。

2.根据权利要求1所述的基于HSV/HSB的图像比色的浓度测定方法，其特征在于，还包括步骤：根据各像素点的明度值、饱和度值获取对应的明度均值、饱和度均值，以指示待测样本颜色深度。

3.根据权利要求1所述的基于HSV/HSB的图像比色的浓度测定方法，其特征在于，还包括步骤：

获取若干标准液的类型与当前选择应用的浓度值计算公式中不同系数值对应关系的类型匹配库，以匹配待测样本比色时浓度计算公式的系数值。

4.根据权利要求1或2所述的基于HSV/HSB的图像比色的浓度测定方法，其特征在于，还包括步骤：

获取与待测样本类型相同的单色溶液不同已知浓度值与对应的彩色图像颜色深度表征值的一一对应关系，以匹配出所述待测样本的浓度。

5.一种图像比色测定单色溶液浓度系统，其特征在于，所述系统包括：

提取模块，被配置用于获取图像采集装置采集的彩色图像在HSV/HSB模型下各像素点的饱和度值、明度值；

比色模块，被配置用于根据待测样本的浓度值与所述饱和度值和所述明度值之间的关系，通过指示待测样本颜色深度表征值获得所述待测样本的浓度值

；

为单色溶液浓度值，所述颜色深度表征值为S与V的比值；

所述关系包括：

浓度值

＝K×(S/V)+C；其中，K为和样本相关的系数，C为调整系数；或；

浓度值

其中，A1、B1为和样本相关的系数，e为常数；或；

浓度值

其中，A2、B2为和样本相关的系数。

6.根据权利要求5所述的一种图像比色测定单色溶液浓度系统，其特征在于，所述比色模块存储有类型匹配库和/或浓度匹配库。

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行如权利要求1-4任意一项所述的方法。

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