DE10102607A1 - System to test fabrics and the like, for color and/or sheen, uses a multi-spectral digital scanner to provide color data for comparison with the data from a positive image model - Google Patents

System to test fabrics and the like, for color and/or sheen, uses a multi-spectral digital scanner to provide color data for comparison with the data from a positive image model

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Abstract

To test fabrics and similar materials, for color and/or sheen, data are prepared from a model as a digitized image for comparison with image measurements from the test materials. To test fabrics and the like, for color and/or sheen, a positive image model is placed on a table to be illuminated by a light of known spectral characteristics. The model is scanned by a digital camera, and preferably a multi-spectral camera system with a number of spectral filters at the lenses, and the photo images are digitized. A negative image is taken for each closed positive image channel. The model is replaced by the test fabric (1), and illuminated, to be scanned by a digital camera system (3) for the images to be digitized. The positive model values and the negative values in the digital fabric values are computed in a data processing system (9) to eliminate inconsistencies and the spectral characteristics of the light source, and generate a corrected image. All the digital values in the corrected image are averaged for each zone and channel. The mean values are used conventionally to reconstruct the reflection spectra of each zone in the digitized and corrected image, taking into account the spectral characteristics of the camera, the spectral filter, the positive model image and the illumination. The reflection spectra are separated for each zone with the spectral distribution of one or more types of light, and multiplied with the normal spectral curves corresponding to the spectral characteristics of the human eye, to be integrated into the visual range of the spectrum. The color values XYZ are converted into a visual color range e.g. CIELAB. The CIELAB values are compared with the CIELAB color values of a reference model, using a formula which brings the color intervals into a human recognition pattern. The mathematic formula uses DELTA-E, CIE94, CMC or CIE2000 systems, coupled to the color components giving color shades e.g. brightness, coloration, color tone. The color interval for one or more types of light and their part-components are compared with given tolerance thresholds, and a breach of a threshold generates a fault report. The colored patterns on fabrics are divided into color separations, to be measured separately for comparison with the reference model. The CIELAB color values and the reference model are stored in memory at the data processing unit. The positive model and the fabric are illuminated by a number of light sources. The spectral filters are inserted into the lens path in a set sequence. An Independent claim is included for an assembly to test a fabric, or similar material, for color and/or sheen, using a digitized image from a positive model for comparison with scanned images from the test fabric at a data processing unit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung der Farb- und/oder der Glanz-Qualität von Stoffen und ähnlichen MaterialienThe invention relates to a method and an apparatus for testing the Color and / or gloss quality of fabrics and similar materials

In der Textilindustrie, insbesondere der Bekleidungsindustrie ist es üblich, die einzelnen Kleidungsstücke zu bemustern, wobei es sowohl auf deren Gesamtgestaltung, als auch auf die Qualität der Stoffe insbesondere hinsichtlich ihres farblichen Aussehens besonders ankommt. Daher muß einerseits der Hersteller der Stoffe gegenüber dem Verarbeitungsbetrieb für bestimmte Aufträge für die Einhaltung der farblichen Qualität der Stoffe garantieren, anderseits müssen auch die Verarbeitungsbetriebe gegenüber ihren Abnehmern, nämlich dem Groß- und Einzelhandel dafür einstehen, daß das farbliche Aussehen der zum Verkauf vorgesehenen Kleidungsstücke mit dem farblichen Aussehen der entsprechenden Musterteile übereinstimmt.It is in the textile industry, especially the clothing industry usual to sample the individual items of clothing, it being both on their overall design, as well as on the quality of the fabrics especially with regard to their color appearance arrives. Therefore, on the one hand, the manufacturer of the substances must be compared the processing plant for certain orders for compliance with the guarantee the color quality of the fabrics, but also the Processing companies towards their customers, namely the wholesale and retailers are responsible for ensuring that the color appearance of the Selling intended garments with the color appearance of the corresponding sample parts matches.

Die Forderung nach Einhaltung einer bestimmten Farbqualität und farblichen Konstanz gewinnt insoweit weitergehende Bedeutung, wenn beispielsweise eine Anzugsjacke und eine entsprechende Hose aus verschiedenen Größen miteinander kombiniert werden müssen (sog. "Mix- and Matchbereich"), oder wenn innerhalb einer Saison zu einem bereits gekauften Kleidungsstück ein weiteres gleicher Farbe hinzu gekauft werden soll.The demand for compliance with a certain color quality and Color constancy gains further importance in so far, if for example, a suit jacket and corresponding pants different sizes must be combined (so-called "Mix and match area"), or if within a season to one already purchased another item of the same color to be bought.

Obwohl zur Überprüfung der farblichen Qualität seit vielen Jahren hochwertige Farbmessgeräte am Markt angeboten werden, wird insbesondere beim Mix- and Matchbereich die visuelle Betrachtung der photometrischen Messung vorgezogen.Although to check the color quality for many years high quality color measuring devices will be offered on the market especially in the mix and match area, the visual inspection of the preferred photometric measurement.

Der Grund hierfür ist in erster Linie darin zu sehen, daß sich in der Praxis der Farbprüfung gezeigt hat, daß die eigentlich objektiven Farbmess­ daten nicht oder in nicht ausreichendem Maß mit den visuellen Ergebnissen korrelieren. Hierbei bestehen nicht etwa kleine, subjektive Abweichungen, sondern die auftretenden Abweichungen sind deutlich sichtbar und zeigen auch über mehrere Beobachter hinweg repro­ duzierbare Farbunterschiede. Dabei kann es vorkommen, daß ein Serienmuster vom Farbmessgerät als absolut innerhalb der Toleranz liegend eingestuft wird, während visuell deutliche, nicht tolerierbare farbliche Unterschiede festgestellt werden. Umgekehrt kann auch der Fall eintreten, daß vom Farbmessgerät große Farbabstände zwischen dem jeweiligen Referenzbereich bzw dem Referenzstück festgestellt werden, während visuell nur eine die Toleranzvorgabe nicht überschreitende und damit tolerierbare Farbabweichung festgestellt wird.The reason for this is primarily to be seen in the fact that in practice the color test has shown that the actually objective color measurement data not or only insufficiently with the visual  Correlate results. There are no small, subjective ones here Deviations, but the deviations that occur are clear visible and also show repro across multiple observers doable color differences. It can happen that a Series samples from the colorimeter as absolutely within tolerance is classified as lying, while visually clear, intolerable color differences can be determined. Conversely, the In the event that there are large color differences between the color measuring device the respective reference area or reference piece become, while only one visually does not meet the tolerance exceeding and thus tolerable color deviation found becomes.

Obwohl die visuelle Farbkontrolle durch Personen stets den Nachteil der Subjektivität verschiedener Beobachter und/oder der mangelnden Konsistenz ein und desselben Beobachters zwischen verschiedenen Tagen oder Tageszeiten aufweist, wobei auch noch psychologische Aspekte wie verschiedene Stimmungslagen des Beobachters sowie dessen Zuverlässigkeit hinzukommen, stellt diese trotz des wesentlichen höheren Zeitaufwandes und der subjektiven Entscheidungsfindung durch den Beobachter, gegenüber der Farbprüfung unter Verwendung von bekannten Farbmessgeräten die überwiegend angewendete Alter­ native dar.Although visual color control by people always has the disadvantage of Subjectivity of different observers and / or the lack of Consistency of the same observer between different ones Days or times of day, including psychological Aspects such as different moods of the observer as well the reliability of which is added despite the essentials more time and subjective decision making by the observer, using the color test of known color measuring devices the predominantly used age native.

Der Erfindung liegt daher zunächst die Aufgabe zu Grunde ein Verfahren zur Durchführung von Farbprüfungen an Vorlagen zu schaffen, das unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile reproduzierbare Messergebnisse liefert, die denjenigen einer visuellen Farbprüfung gleichen, zumindest diesen aber so nahe kommen, daß ihre Abweichungen zu verobjektivierten, tatsächlich visuell ermittelten Prüfungsergebnissen innerhalb der für diese zulässigen Toleranzgren­ zen liegen.The invention is therefore based on the object of a method to perform color checks on templates to create the reproducible while avoiding the aforementioned disadvantages Provides measurement results that of a visual color test same, but at least come so close that their Deviations from objectified, actually visually determined Test results within the tolerance limits permitted for these zen lying.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß die bei den bekannten Farbmessverfahren bzw den bekannten Farbmessgeräten entstehenden Unterschiede zum Ergebnis einer visuellen Beurteilung auf einer Mehrzahl von Fakten beruhen, die zunächst darin zu sehen sind, daß die hierbei verwendeten Farbabstandsformeln das menschliche Farbsehen nicht hinreichend genau repräsentieren, sodaß sich unterschiedliche Toleranzschwellen ergeben, die beispielsweise von der Position im Farbraum und auch von der Richtung der Farbabweichung abhängig sind. Da diese unterschiedlichen Toleranzschwellen auch von Stoffart zu Stoffart unterschiedlich und zudem nicht bekannt sind, müßten sie für jede Stoffart experimentell ermittelt werden. Da dies praktisch nicht durchführbar ist, ist der darauf beruhende Unterschied zwischen dem erzielbaren Messergebnis und der visuellen Betrachtung nicht eliminierbar.The invention is based on the knowledge that the known color measurement methods or the known color measurement devices resulting differences to the result of a visual assessment are based on a number of facts, which can be seen initially in it  are that the color difference formulas used here do not represent human color vision with sufficient accuracy, so there are different tolerance thresholds, for example from the position in the color space and also from the direction of the Color deviation are dependent. Because these are different Tolerance thresholds also vary from one type of fabric to another and are also not known, they would have to be experimental for each type of substance be determined. Since this is practically not feasible, it is on it based difference between the achievable measurement result and the visual observation cannot be eliminated.

Die Differenzierung zwischen Kette und Schuß, besonders das damit zusammenhängende Glanzverhalten führt zu einer starken Abhängigkeit einer gemessenen und visuell wahrgenommenen Farbe vom Einfallswinkel des beleuchtenden Lichtes, dem Mess- bzw Betrachtungswinkel sowie der Orientierung der Vorlage, d. h. seine etwaige Drehung um eine Achse senkrecht zur Fläche der Vorlage. Auch hierdurch entstehen nicht eliminierbare Unterschiede zwischen einem Messergebnis und der visuellen Beurteilung.The differentiation between warp and weft, especially that coherent gloss behavior leads to a strong dependency a measured and visually perceived color from Angle of incidence of the illuminating light, the measuring or Viewing angle and the orientation of the template, d. H. his any rotation around an axis perpendicular to the surface of the template. This also creates non-eliminable differences between a measurement result and visual assessment.

Farbmessgeräte folgen aufgrund ihres Aufbaues stets einer der Normgeometrien, während eine Person nicht in der Lage ist, über ihre gesamte tägliche Arbeitszeit hinweg die Vorlagen stets unter einer exakten Normgeometrie zu betrachten. Während Farbmessgeräte daher stets ein objektives Messergebnis liefern, ist das Ergebnis der visuellen Betrachtung stets von den momentanen Betrachtungsverhältnissen abhängig und damit subjektiv beeinflusst bzw subjektiv beeinflussbar.Color measuring devices always follow one of the due to their structure Standard geometries while a person is unable to over their the entire daily working hours the templates always under one to consider exact standard geometry. Therefore during color measuring devices Always deliver an objective measurement result is the result of the visual one Always look at the current viewing conditions dependent and thus subjectively influenced or subjectively influenced.

Der für das Aussehen eines Stoffes wesentliche Glanz variiert mit der Ausrichtung sowie der Beleuchtungs- und Messgeometrie. Das genaue Ausmaß dieser Variation muß vom Serienmuster im Vergleich zum Referenzmuster reproduziert werden, da andernfalls die Ergebnisse differieren.The essential gloss for the appearance of a fabric varies with the Alignment as well as the lighting and measurement geometry. The exact The extent of this variation must vary from the series sample to the Reference patterns are reproduced, otherwise the results differ.

Das bei bekannten Farbmessgeräten meist verwendete Licht enthält nur geringe Anteile an ultraviolettem Licht (UV-Licht). Tageslichtsimulator­ röhren strahlen jedoch üblicher Weise einen erheblichen Anteil an UV- Licht aus. Dies führt dazu, daß Stoffe mit optischen Aufhellern (fluoreszierende Farbstoffe), die bei ca einem Drittel aller Garne bzw Stoffe verwendet werden, in der visuellen Betrachtung anders aussehen als bei einer Messung.The light mostly used in known color measuring devices only contains low levels of ultraviolet light (UV light). Daylight Simulator however, tubes usually emit a significant amount of UV  Light off. This leads to substances with optical brighteners (fluorescent dyes), which are used in approx. one third of all yarns or Fabrics used to look different in visual terms than with a measurement.

Farbmessgeräte arbeiten entweder mit gerichtetem oder mit diffusem Licht. Demgegenüber strahlen sowohl die bei der visuellen Betrachtung verwendeten Leuchtstoffröhren als auch die Tageslichtsimulatoren sowohl gerichtetes Licht als auch einen erheblichen Anteil an diffusem Licht aus.Color measuring devices work either with directional or with diffuse Light. In contrast, both shine when viewed visually used fluorescent tubes as well as the daylight simulators both directed light and a significant amount of diffuse Light off.

Auch diese unterschiedlichen Lichtverhältnisse tragen zum Unterschied zwischen einer Messung und der visuellen Betrachtung bei.These different lighting conditions also make a difference between a measurement and visual observation.

Aufgrund der vorstehend aufgeführten Probleme und deren Einfluss auf das Messergebnis ist erkennbar, daß ein zuverlässiges Farbmess­ system zur Qualitätskontrolle der Farbe und/oder des Glanzes von Textilien oder ähnlichen Materialen, deren visuelles Aussehen bestimmt werden soll, in der Lage sein muß, einerseits die Betrach­ tungsgeometrien möglichst genau nachzubilden und andererseits die das Messergebnis beeinflussenden und einen Unterschied zwischen diesem und der visuellen Betrachtung begründenden Fakten hinsichtlich ihrer Auswirkung auf das Messergebnis zu eliminieren.Because of the problems listed above and their impact on the measurement result is recognizable that a reliable color measurement system for quality control of the color and / or gloss of Textiles or similar materials, the visual appearance of which determines should be able to, on the one hand, the viewer simulation geometries as accurately as possible and on the other hand the influencing the measurement result and a difference between facts with regard to this and the visual consideration eliminate their impact on the measurement result.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird unter Berücksichtigung der vorstehend aufgezeigten Probleme ein Verfahren vorgeschlagen, das die im Patentanspruch 1 angegebenen Verfahrensschritte A bis L aufweist. Da nicht all diese Verfahrenschritte den im Patentanspruch jeweils voranstehenden Verfahrensschritt als Voraussetzung für ihre Durchführbarkeit bzw Wirkung haben, ist es im Rahmen des gesamten Verfahrens ohne weiteres möglich, die Reihenfolge bestimmter Verfahrensschritte zu verändern.To solve this problem, taking into account the above identified problems proposed a procedure that the in Method step A to L specified claim. There not all of these process steps in each of the claims preceding process step as a prerequisite for their Feasibility or effect, it is in the context of the whole Procedure easily possible, the order of certain Change procedural steps.

Da das erfindungsgemäße Messsystem ein Bildverarbeitungssystem ist, können auch farbig gemusterte Stoffe geprüft werden, in dem durch geeignete Bildverarbeitungsalgorithmen die jeweiligen farblich zusammengehörigen Bildbereiche separiert und getrennt voneinander gemessen und mit der Referenzvorlage verglichen werden. Since the measuring system according to the invention is an image processing system, Colored patterned fabrics can also be tested by using suitable image processing algorithms the respective color related image areas separated and separated from each other measured and compared with the reference template.  

Weitere Vorteile sowohl des Verfahrens als auch der zu seiner Durchführung dienenden Vorrichtung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowohl des Verfahrens als auch der Vorrichtung.Other advantages of both the method and its Implementation serving device result from the following description of both the method and the Contraption.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist in einer bevorzugten Ausführungsform als digitalen Bildaufnehmer ein Multispektralbildaufnahmesystem in Form eines Multispektral­ scanners auf, der mit mehreren Lichtquellen zur Beleuchtung eines Objekttisches versehen ist, der zur Aufnahme sowohl der Weißbild­ vorlage als auch der zu messenden Vorlage dient. Sowohl die Weißbildvorlage als auch die zu messende Vorlage werden auf diesem bevorzugt in waagrechter Lage aufgenommen, jedoch ist es selbstver­ ständlich möglich, die Aufnahmeposition beliebig zu verändern. Oberhalb des Objekttisches ist eine digitale Kamera angeordnet, der eine Einrichtung zur Modifikation der spektralen Eigenschaften des gesamten Systems zugeordnet ist. Diese Einrichtung kann z. B. ein mechanischer Filterwechsler sein, der die Spektralfilter des Bildauf­ nehmers in vorbestimmbarer Reihenfolge in dessen Strahlengang bringt; sie kann aber auch ein elektronisch durchstimmbares optisches Filter sein.A device for performing the method according to the invention points in a preferred embodiment as a digital image sensor a multispectral imaging system in the form of a multispectral scanner with multiple light sources for illuminating a Object table is provided to accommodate both the white image template as well as the template to be measured. Both the White image template as well as the template to be measured are on this preferably taken in a horizontal position, but it is self-ver of course possible to change the recording position as desired. A digital camera is arranged above the object table a device for modifying the spectral properties of the entire system is assigned. This facility can e.g. B. a mechanical filter changer, which is the spectral filter of the image taker in a predeterminable order in its beam path brings; but it can also be an electronically tunable optical Be a filter.

Als Lichtquellen kommen alle möglichen Technologien in Frage; neben Halogenlampen vor allem Leuchtstoffröhren. Auch können Lichtquellen mit unterschiedlichen Anteilen an gerichtetem und diffusem Licht zur Verwendung kommen.All possible technologies come into question as light sources; Next Halogen lamps, especially fluorescent tubes. Can also use light sources with different proportions of directed and diffuse light Use come.

Die spektralen Eigenschaften der zur Aufnahme/Messung verwendeten Lichtquelle werden durch einen kanalweisen Weißabgleich eliminiert. Hierzu wird eine möglichst homogene, möglichst gut und diffus reflektierende Weißbildvorlage mit bekanntem spektralen Reflexionsfak­ tor einmalig bzw in bestimmten Abständen aufgenommen und zur Korrektur der einzelnen Kanäle verwendet.The spectral properties of those used for recording / measurement Light sources are eliminated by channel-wise white balance. This is done as homogeneously as possible, as well as possible and diffusely reflective white image template with known spectral reflection factor gate recorded once or at certain intervals and for Correction of the individual channels used.

Die Position sowohl der Lichtquellen, als auch der zu messenden Vorlage, als auch der Kamera kann variiert werden. Die jeweilige Position kann für eine Reihe von Messungen fest sein, oder sich in Teilen während einer Messung ändern, damit umso mehr Informationen die zu messende Vorlage, insbesondere deren Glanzverhalten gewon­ nen werden.The position of both the light sources and the ones to be measured Template, as well as the camera can be varied. The respective Position can be fixed for a number of measurements, or can be in  Change parts during a measurement, so all the more information won the template to be measured, especially its gloss behavior be.

Als digitale Bildaufnehmer kommen Flächensensoren mit beispielsweise 2000 × 3000 Pixel ebenso in Frage, wie Zeilensensoren, die mechanisch verstellt werden, um so die gesamte zu messende Vorlage "abzucan­ nen".Area sensors come with digital image recorders, for example 2000 × 3000 pixels as well as line sensors, which are mechanical can be adjusted in order to abzucan the entire template to be measured NEN ".

Da die Vorlage "flächig" aufgenommen wird, kann mit dem Multispektralscanner eine farbfehlerfreie Bildaufnahme erfolgen.Since the template is "flat", you can use the Multispectral scanners take color-free image acquisition.

Die Software kann so ausgelegt werden, daß erst nach Aufnahme des Multispektralbildes und dessen Darstellung am Bildschirm automatisch oder mit Hilfe eines Benutzers ein bestimmter Bereich des Bildes ausgewertet wird, oder bereits während der Aufnahme ein vorher eingestellter Bereich innerhalb des gesamten Aufnahmebereiches erfasst wird. Da hierbei eine große Anzahl von Pixeln und damit spektralen Einzelmessungen zur Verfügung steht, kann über den jeweiligen ausgewählten Bereich eine Mittelung erfolgen, die zur Verringerung des Rauschens, aber auch zur Mittelung über eine hinreichend große Fläche der zu messenden, strukturierten Vorlage dient. Über eine Modifikation der Optik ist hierbei eine Anpassung auch an grob gemusterte Vorlagen möglich.The software can be designed so that only after recording the Multispectral image and its display on the screen automatically or with the help of a user a specific area of the image is evaluated, or already during the recording one beforehand set area within the entire recording area is recorded. Because here a large number of pixels and so spectral single measurements is available can be via the averaging is carried out in the respective selected area, which leads to the Noise reduction, but also for averaging over a sufficiently large area of the structured template to be measured serves. A modification of the optics is also an adaptation possible with roughly patterned templates.

Die Rekonstruktion der Spektren erfolgt mittels Software, nach einem von verschiedenen wissenschaftlich veröffentlichten Verfahren, wobei lediglich eventuelle Details an die spezifischen Gegebenheiten anzupassen sind.The spectra are reconstructed using software, according to a of various scientifically published procedures, whereby only possible details of the specific circumstances are to be adjusted.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die eingangs aufgeführten und für einen Unterschied zwischen dem Messergebnis und der visuellen Betrachtung ursächlichen Fakten ganz, zumindest aber überwiegend eliminiert, wodurch ein hinreichend genaues Messergebnis erzielt wird.With the method according to the invention listed and for a difference between the measurement result and visual consideration of causal facts entirely, at least but mostly eliminated, creating a reasonably accurate Measurement result is achieved.

Dabei wird die Geometrie von Beleuchtung-Vorlage-Mes­ sung/Kamera angeglichen an die bei visueller Betrachtung verwendete Geometrie von Beleuchtung-Vorlage-Auge. The geometry of lighting-template-mes Solution / camera aligned to that used for visual observation Geometry of lighting template eye.  

Eine Normgeometrie wird dabei erfindungsgemäß ebenso wenig verwendet, wie eine zirkulare oder diffuse Symmetrie der Messung.According to the invention, a standard geometry is also not achieved used as a circular or diffuse symmetry of the measurement.

Zum Feststellen der Glanz-Variation mit dem Betrachtungs- oder dem Einfalls-Winkel des Lichtes kann die Vorlage um eine senkrechte oder waagrechte Achse gedreht und dann erneut gemessen werden, oder die Position der Lichtquelle kann zwischen den Messungen verändert werden, oder es können mehrere an unterschiedlichen Stellen angeordnete Lichtquellen nacheinander eingeschaltet und für die Messung verwendet werden, oder die Position des Bildaufnehmers wird zwischen den Messungen geändert, oder es werden mehrere Bildaufnehmer verwendet.To determine the gloss variation with the viewing or the The angle of incidence of light can be reduced by a vertical or horizontal axis and then measured again, or the position of the light source can be changed between measurements or there can be several in different places arranged light sources switched on one after the other and for the Measurement will be used, or the position of the image sensor will changed between measurements, or multiple Image sensor used.

Zum direkten Vergleich der Messung mit der visuellen Kontrolle kann das zum Betrachten verwendete Licht (im Gegensatz zu Normallicht) in die mathematische Farbabstandsberechnung einbezogen werden.For direct comparison of the measurement with the visual control can the light used for viewing (as opposed to normal light) in the mathematical color distance calculation can be included.

Zur besseren Behandlung von optischen Aufhellern wird entweder das UV-Licht der Lichtquelle ausgefiltert, oder zum Messen wird die gleiche Lichtquelle verwendet wie bei der visuellen Kontrolle. Die zum Messen verwendete Lichtquelle enthält wie bei der visuellen Kontrolle gerichtete und diffuse Anteile; dies wird erreicht durch Verwendung der gleichen Lichtquelle wie bei der visuellen Kontrolle oder durch eine Einrichtung, die gerichtetes Licht teilweise streut.For better treatment of optical brighteners, either UV light from the light source is filtered out, or the same is used for measurement Light source used as in visual control. The one for measuring The light source used contains directed as in the visual control and diffuse parts; this is achieved using the same Light source as in the visual inspection or by a device, which partially scatters the directional light.

Da das Multispektralaufnahmesystem auf die gleichzeitige Verarbeitung vieler (z. B. 2000 × 3000) Messpunkte ausgelegt ist, kann eine Mittelung auch über recht große Flächen erfolgen, sodaß sogar gemusterte Vorlagen reproduzierbar gemessen werden können.Because the multi-spectral recording system on simultaneous processing many (e.g. 2000 × 3000) measuring points can be averaged also take place over quite large areas, so even patterned ones Templates can be measured reproducibly.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich sowohl in den Herstellprozess von Stoffen oder ähnlichen Materialien als auch bei der Fertigung von Kleidungsstücken "online" in den Fertigungsablauf eingliedern. Hierdurch wird beispielsweise bei der Herstellung der Stoffe erreicht, daß Farbfehler schon während der laufenden Fertigung erkannt werden können, sodaß nicht erst eine bestimmte Menge fehlerhafte Stoffe produziert werden muss, bevor Farbfehler erkannt werden.The method according to the invention can be used both in the Manufacturing process of substances or similar materials as well Manufacture of garments "online" in the manufacturing process integrate. This is used, for example, in the manufacture of the fabrics achieved that color errors already recognized during production can be, so that not a certain amount of errors Fabrics must be produced before color errors are detected.

In der beigefügten Zeichnung ist eine Integrationsmöglichkeit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in den Herstellprozess von Stoffen schematisch dargestellt.In the attached drawing, one possibility of integration is one  Device according to the invention in the manufacturing process of substances shown schematically.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1: eine Frontansicht der Vorrichtung zur fortlaufenden oder bereichsweisen Überprüfung einer Stoffbahn wäh­ rend ihrer Herstellung; Fig. 1 is a front view of the device for continuous or area-wise checking a web currency rend their preparation;

Fig. 2: eine schaubildliche Darstellung eines integrierten Multi­ spektralscanners; FIG. 2 is a perspective view of an integrated multi spektralscanners;

In Fig. 1 ist der Auslaufstelle einer Stoffbahn 1 aus einer Fertigungsanlage 2 ein digitaler Bildaufnehmer in Form eines Multispektralscanners 3 eines Multispektralbildaufnahmesystems nach­ geordnet. Der Multispektralscanner 3 weist eine Vielzahl, beispielsweise 16, nicht dargestellte Spektralfilter auf, die in vorbestimmbarer Reihen­ folge in seinen Strahlengang einbringbar sind.In Fig. 1, the exit point of a fabric 1 from a manufacturing plant 2 is a digital image sensor in the form of a multi-spectral scanner 3 of a multi-spectral imaging system. The multispectral scanner 3 has a plurality, for example 16, spectral filters, not shown, which can be introduced into its beam path in a predeterminable series.

Auf die gleichzeitig als Objekttisch dienende und über eine Tänzerwalzenanordnung 4 geführte Stoffbahn 1 kann die nicht näher dargestellte Weißbildvorlage aufgelegt werden. Die Stoffbahn 1 ist an ihrem Auslaufende über eine nicht näher bezeichnete Umlenkwalze geführt und wird mittels einer Schwinge 5 auf einem Stoffwagen 6 abgetafelt.The white image template (not shown in detail ) can be placed on the fabric web 1 , which also serves as an object table and is guided over a dancer roller arrangement 4 . At its outlet end, the fabric web 1 is guided over a deflecting roller (not specified in any more detail) and is paneled on a fabric carriage 6 by means of a rocker 5 .

Dem Multispektralscanner 3 sind, wie aus Fig. 2 hervorgeht, mehrere Lichtquellen 7 zugeordnet, die in seinem Aufnahmebereich sowohl zur Beleuchtung der Weißbildvorlage als auch der Stoffbahn 1 dienen. Der Multispektralscanner 3 ist über eine Datenleitung 8 mit dem Rechner 9 einer Datenverarbeitungseinrichtung 10 verbunden, sodaß die digitalisierten und gegebenfalls transformierten Werte der Aufnahmen sowohl der Weißbildvorlage als auch der Stoffbahn 1 dem Rechner 9 zugeführt und mit den entsprechenden Daten einer Referenzvorlage verglichen werden können. Auf dem Bildschirm 11 der Datenverarbei­ tungseinrichtung 10 können dann das Ergebnis des Vergleichs sowie gegebenenfalls auch die Daten von relevanten Zwischenergebnissen dargestellt und die entsprechenden Daten in deren Speicher reproduzierbar abgelegt werden. Gleichzeitig können die entsprechenden Daten mittels eines Druckers 12 als Messprotokoll ausgedruckt werden.As can be seen from FIG. 2, the multispectral scanner 3 is assigned a plurality of light sources 7 , which serve in its recording area both for illuminating the white image original and the fabric web 1 . The multispectral scanner 3 is connected via a data line 8 to the computer 9 of a data processing device 10 , so that the digitized and possibly transformed values of the recordings of both the white image original and the material web 1 can be fed to the computer 9 and compared with the corresponding data of a reference original. The result of the comparison and, if appropriate, also the data of relevant intermediate results can then be displayed on the screen 11 of the data processing device 10 and the corresponding data can be reproducibly stored in its memory. At the same time, the corresponding data can be printed out as a measurement protocol using a printer 12 .

Da somit sowohl die Daten des Ergebnisses als auch diejenigen relevanter Zwischenergebnisse abrufbar gespeichert sind, können diese über entsprechende Datenfernleitungen entweder online oder auf Abruf an entfernt liegende farbmetrisch kalibrierte Betrachtungsplätze weitergeleitet werden, um dort zur selben Zeit oder später den produzierten Stoff zusätzlich visuell zu bewerten und gegebenenfalls mit einer ebenfalls an einem Bildschirm dargestellten Referenzvorlage zu vergleichen.Because both the data of the result and those relevant interim results are stored, they can via appropriate data transmission lines either online or on demand to distant, colorimetrically calibrated viewing points be forwarded to there at the same time or later to also visually evaluate the substance produced and, if necessary, with a reference template also shown on a screen to compare.

Claims (6)

1. Verfahren zur Prüfung der Farb- und/oder der Glanz-Qualität von Stoffen und ähnlichen Materialien, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
  • A) Eine Weißbildvorlage mit bekanntem spektralen Refle­ xionsfaktor wird auf einen Objekttisch aufgelegt und mittels einer Lichtquelle beleuchtet, deren spektrale Eigenschaften bekannt sind;
  • B) mittels eines digitalen Bildaufnehmers, vorzugsweise eines Multispektralbildaufnahmesystems mit einer Vielzahl in den optischen Strahlengang einbringbaren Spektralfiltern wird die Weißbildvorlage aufgenommen und digitalisiert;
  • C) zu jedem Kanal der Weißbildaufnahme wird bei unge­ öffnetem Verschluß des Bildaufnehmers jeweils eine Schwarz­ aufnahme gemacht;
  • D) danach wird anstelle der Weißbildvorlage die zu messende Vorlage aufgelegt und mittels der Lichtquelle beleuchtet;
  • E) mittels des digitalen Bildaufnehmers wird die Vorlage aufgenommen und digitalisiert;
  • F) in einer Datenverarbeitungseinrichtung werden die Werte der Weißbildvorlage sowie der Schwarzaufnahmen in die digitalen Werte der Vorlage eingerechnet, um Inhomogenitäten sowie die spektralen Eigenschaften der Lichtquelle zu eliminieren und ein korrigiertes Bild zu erzeugen;
  • G) mit Hilfe des digitalen Bildes der Vorlage werden die Bereiche bestimmt, die ausgewertet werden sollen;
  • H) für jeden Bereich und Kanal erfolgt getrennt eine Mittelung aller digitalen Werte des korrigierten Bildes;
  • I) aus den gemittelten Werten aller Kanäle erfolgt nach einem geeigneten Verfahren, welches auf den bekannten spektralen Eigenschaften des Bildaufnehmers, der Spektralfilter, der Weiß­ bildvorlage sowie der Beleuchtung beruht, die Rekonstruktion der Reflexionsspektren der jeweiligen Bereiche der digitalisierten und korrigierten Aufnahme;
  • J) die Reflexionsspektren werden getrennt für jeden Bereich mit der spektralen Strahlungsverteilung einer oder mehrerer Lichtarten sowie mit den Normspektralkurven (entsprechend den spektralen Eigenschaften des menschlichen Auges) multipliziert und über den sichtbaren Bereich des Spektrums aufintegriert;
  • K) die hierdurch erhaltenen Farbwerte XYZ werden in einen geeigneten, an die menschliche Farbwahrnehmung angepaßten Farbraum wie z. B. CIELAB transformiert,
  • L) die CIELAB-Farbwerte werden mit den nach dem gleichen Verfahren ermittelten CIELAB-Farbwerten einer Referenzvorlage verglichen und nach einer an die menschliche Farbwahrneh­ mung angeglichenen Farbabstandsformel wie z. B. DELTA-E, CIE94, CMC oder CIE2000, gegebenenfalls aufgeschlüsselt nach den zum Farbunterschied beitragenden Komponenten, wie Helligkeit, Buntheit, Buntton, mathematisch bewertet;
  • M) der Farbabstand für eine oder mehrere Lichtarten bzw dessen Teilkkomponenten wird/werden mit einer vorher fest­ gelegten, für die Teilkomponenten gegebenenfalls unter­ schiedlichen Toleranzschwelle verglichen, wobei ein Überschrei­ ten der Toleranzschwelle zur Ausgabe einer Fehlermeldung führt.
1. Procedure for checking the color and / or gloss quality of fabrics and similar materials, characterized by the following steps:
  • A) A white image template with a known spectral reflection factor is placed on an object table and illuminated by means of a light source whose spectral properties are known;
  • B) the white image original is recorded and digitized by means of a digital image recorder, preferably a multispectral image recording system with a plurality of spectral filters that can be introduced into the optical beam path;
  • C) for each channel of the white image recording is made a black recording when the shutter of the image sensor is not opened;
  • D) Then, instead of the white image template, the template to be measured is placed on and illuminated by the light source;
  • E) the template is recorded and digitized by means of the digital image sensor;
  • F) in a data processing device, the values of the white image original and the black images are included in the digital values of the original in order to eliminate inhomogeneities and the spectral properties of the light source and to generate a corrected image;
  • G) with the help of the digital image of the template, the areas to be evaluated are determined;
  • H) for each area and channel, all digital values of the corrected image are averaged separately;
  • I) from the averaged values of all channels, the reconstruction of the reflection spectra of the respective areas of the digitized and corrected image is carried out using a suitable method which is based on the known spectral properties of the image sensor, the spectral filter, the white image original and the illumination;
  • J) the reflection spectra are multiplied separately for each area by the spectral radiation distribution of one or more types of light and by the standard spectral curves (corresponding to the spectral properties of the human eye) and integrated over the visible area of the spectrum;
  • K) the color values XYZ obtained in this way are converted into a suitable color space adapted to human color perception, e.g. B. CIELAB transformed,
  • L) the CIELAB color values are compared with the CIELAB color values of a reference template determined according to the same method and according to a color distance formula adapted to human color perception such as e.g. B. DELTA-E, CIE94, CMC or CIE2000, optionally broken down according to the components contributing to the color difference, such as brightness, chroma, hue, mathematically evaluated;
  • M) the color difference for one or more types of light or its subcomponents is / are compared with a predetermined one, for the subcomponents possibly under different tolerance thresholds, an exceeding of the tolerance threshold leading to the output of an error message.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei farbig gemusterten Stoffen farblich zusammengehörige Bildbereiche separiert und getrennt voneinander gemessen und mit der Referenzvorlage verglichen werden.2. The method according to claim 1, characterized in that in the case of colored patterned fabrics, matching colors Image areas separated and measured separately from each other and be compared with the reference template. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die CIELAB-Farbwerte sowohl der Referenzvorlage als auch diejenigen der jeweils gemessenen Vorlage im Speicher der Datenverarbeitungseinrichtung abgelegt werden.3. The method according to claim 1, characterized in that the CIELAB color values of both the reference template and those of the respectively measured template in the memory of Data processing device are stored. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Weißbildvorlage und die Vorlage mittels mehrerer Licht­ quellen beleuchtet werden.4. The method according to claim 1, characterized in that the white image template and the template by means of multiple lights sources are illuminated. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spektralfilter des Bildaufnehmers in vorwählbarer Reihen­ folge in dessen Strahlengang einbringbar sind.5. The method according to claim 1, characterized in that the spectral filters of the image sensor in preselectable rows follow in the beam path can be introduced. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
die Verwendung eines Multispektralbildaufnahmesystems zur Aufnahme und Digitalisierung sowohl der Weißbildvorlage als auch der Vorlage;
eine Datenverarbeitungseinrichtung mit einem Speicher in dem Vergleichswerte einer Referenzvorlage abrufbar gespei­ chert und einem Bildschirm zur Echtdarstellung zuführbar sind, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung Mittel aufweist um:
  • a) die Werte der Weißbildvorlage sowie der Schwarzaufnahmen in die digitalen Werte der Vorlage einzurechnen, um Inhomoge­ nitäten sowie die spektralen Eigenschaften der Lichtquelle zur Erzeugung eines korrigierten Bildes der Vorlage zu eliminieren;
  • b) mit Hilfe des digitalen Bildes der Vorlage diejenigen Bereiche zu bestimmen, die ausgewertet werden sollen;
  • c) für jeden Bereich und Kanal getrennt eine Mittelung aller digitalen Werte des korrigierten Bildes durchzuführen;
  • d) aus den gemittelten Werten aller Kanäle nach einem geeigneten Verfahren, welches auf den bekannten spektralen Eigenschaften des Bildaufnehmers, der Spektralfilter, der Weiß­ bildvorlage sowie der Beleuchtung beruht, die Rekonstruktion der Reflexionsspektren der jeweiligen Bereiche der digitalisierten und korrigierten Aufnahme durchzuführen;
  • e) die Reflexionsspektren getrennt für jeden Bereich mit der spektralen Strahlungsverteilung einer oder mehrerer Lichtarten sowie mit den Normspektralkurven (entsprechend den spektra­ len Eigenschaften des menschlichen Auges) zu multiplizieren und über den sichtbaren Bereich des Spektrums zu integrieren sowie die hierdurch erhaltenen Farbwerte XYZ in einen geeigne­ ten, an die menschliche Farbwahrnehmung angepaßten Farb­ raum wie z. B. CIELAB zu transformieren,
  • f) die ermittelten CIELAB-Farbwerte mit den nach dem gleichen Verfahren ermittelten CIELAB-Farbwerten der Referenzvorlage zu vergleichen und nach einer an die menschliche Farbwahr­ nehmung angeglichenen Farbabstandsformel wie z. B. DELTA- E, CIE94, CMC oder CIE2000, gegebenenfalls aufgeschlüsselt nach den zum Farbunterschied beitragenden Komponenten, wie Helligkeit, Buntheit, Buntton, mathematisch zu bewerten;
  • g) den Farbabstand für eine oder mehrere Lichtarten bzw dessen Teilkkomponenten mit der vorher festgelegten, für die Teilkomponenten gegebenenfalls unterschiedlichen Toleranz­ schwelle zu vergleichen und bei einem Überschreiten der Tole­ ranzschwelle entweder eine Fehlermeldung auszugeben, oder die Vorlage in Echtdarstellung am Bildschirm zu zeigen.
6. Device for performing the method according to claim 1, characterized by
the use of a multispectral image recording system for recording and digitizing both the white image original and the original;
a data processing device with a memory in which comparison values of a reference template can be called up and can be fed to a screen for real representation, the data processing device having means for:
  • a) to include the values of the white image original and the black images in the digital values of the original in order to eliminate inhomogeneities and the spectral properties of the light source for producing a corrected image of the original;
  • b) use the digital image of the template to determine those areas that are to be evaluated;
  • c) averaging all digital values of the corrected image separately for each area and channel;
  • d) to carry out the reconstruction of the reflection spectra of the respective areas of the digitized and corrected image from the averaged values of all channels using a suitable method, which is based on the known spectral properties of the image sensor, the spectral filter, the white image template and the illumination;
  • e) multiply the reflection spectra separately for each area with the spectral radiation distribution of one or more types of light and with the standard spectral curves (corresponding to the spectral properties of the human eye) and integrate them over the visible area of the spectrum, as well as the resulting color values XYZ into a suitable one th, adapted to human color perception color space such. B. transform CIELAB,
  • f) to compare the determined CIELAB color values with the CIELAB color values of the reference template determined by the same method and according to a color distance formula adapted to human color perception such as e.g. B. DELTA-E, CIE94, CMC or CIE2000, if necessary broken down according to the components contributing to the color difference, such as brightness, chroma, hue, to evaluate mathematically;
  • g) to compare the color difference for one or more types of light or its subcomponents with the previously defined tolerance threshold, which may differ for the subcomponents, and either to issue an error message if the tolerance threshold is exceeded, or to show the original in real representation on the screen.
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