TW201510508A - 用於多通量色彩匹配之系統及方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種電腦實施方法。該方法包含使用一處理器產生關於在一批塗料中存在之複數個顏料之一組校準資料。產生包含計算用複數個該等顏料塗佈之複數個樣本之一吸收率/反射率關係，其中計算包含使用一色彩匹配計算及計算一非標準顏料之複數個濃度。產生亦包含：繪製在該等濃度與該等吸收率/反射率關係之間之一關係；及針對關於該等樣本之複數個菲涅耳係數判定該等濃度之一相關性。該方法進一步包含使用該處理器基於該相關性判定一目標塗料之一塗料配方。
Description
在各種實施例中，本發明大體上係關於包含來自一目標塗料之光學反射之許多通量(即，多通量)以為色彩匹配目的校正及加強分光光度法量測反射率曲線。
庫貝卡孟克(Kubelka-Munk)理論通常用於分析來自一目標表面上之一塗料之漫反射光譜。用於色彩匹配在目標表面上之一塗料之雙通量近似庫貝卡孟克方程式之使用通常要求兩個主要假定。第一，量測之樣本之折射率與空氣之折射率相同。為校正折射率假定，採用桑德森(Saunderson)校正方程式。桑德森校正方程式採用兩個菲涅耳係數K1及K2之使用，其考慮所探討的經塗佈表面之折射率。如本文所使用，當進入目標樣本之光在樣本表面處部分反射時，K1係數表示分率反射率，且當離開樣本之光部分反射回在樣本表面處之樣本時，K2係數表示分率反射率。第二個假定係在經塗佈表面上之100%入射光藉由塗料以一均勻方式吸收或散射，不留下邊緣效應。此假定進一步導致在顏料之使用及關係之濃度範圍上方之顏料之K(吸收)與S(散射)之間「K/S」之一線性關係之期望跨越所有視角將是相同的。
雙通量近似庫貝卡孟克方程式對固體、不透明的分散著色塗佈至不透明之特徵係足夠的。然而，隨著測角明顯特殊效應顏料及高度
透明分散顏料及染料之可欲性及流行性之引入及隨後上升，雙通量近似庫貝卡孟克理論被打破。
為了對前述新顏料類型及技術作出解釋，可採用一假多通量方法。從歷史的觀點及理論上，多通量方法允許在桑德森方程式(其將經量測反射率轉換至內部反射率)中之K2菲涅耳係數視波長變化。再者，同樣採用依波長改變之K1菲涅耳係數。
因此，在給定一特定角度及波長組合下，存在藉由波長、角度及濃度變化K1及K2菲涅耳係數之一系統及程序之一需要，使得K1及K2值隨濃度而變化。
在一第一態樣中，本發明之實施例提供一電腦實施方法。該方法包含使用一處理器產生關於在一批塗料中存在之複數個顏料之一組校準資料。產生包含計算用複數個顏料塗佈之複數個樣本之一吸收率/反射率關係，其中計算包含使用一色彩匹配計算及計算一非標準顏料之複數個濃度。產生亦包含繪製在濃度及吸收率/反射率關係之間之一關係及針對關於樣本之複數個菲涅耳係數判定濃度之一相關性。方法進一步包含使用處理器基於相關性判定一目標塗料之一塗料配方。
在另一態樣中，本發明之實施例係關於一系統。系統包含一使用者介面及與使用者介面通訊之一處理器。處理器經程式化產生關於在一批塗料中存在之複數個顏料之一組校準資料，其中產生包含計算用複數個顏料塗佈之複數個樣本之一吸收率/反射率關係，其中計算包含使用一色彩匹配計算，計算一非標準顏料之複數個濃度、繪製濃度及吸收率/反射率關係之間之一關係，及針對關於樣本之複數個菲涅耳係數判定濃度之一相關性。處理器進一步經程式化以基於相關性判定一目標塗料之一塗料配方。
在另一態樣中，本發明之實施例提供一裝置。裝置包含用於產生關於在一批塗料中存在之複數個顏料之一組校準資料之構件，其中用於產生之構件包含用於計算用複數個顏料塗佈之複數個樣本之一吸收率/反射率關係之構件，其中計算包含使用一色彩匹配計算，用於計算一非標準顏料之複數個濃度之構件，用於繪製濃度與吸收率/反射率關係之間之一關係之構件，及用於針對關於樣本之複數個菲涅耳係數判定濃度之一相關性。裝置亦包含基於相關性判定一目標塗料之一塗料配方之構件。
在一進一步態樣中，本發明之實施例提供一非暫態性電腦可讀媒體包含軟體用於引起一處理器：產生關於在一批塗料中存在之複數個顏料之一組校準資料，其中產生包含：計算用複數個顏料塗佈之複數個樣本之一吸收率/反射率關係，其中計算包含使用一色彩匹配計算；計算一非標準顏料之複數個濃度；繪製濃度與吸收率/反射率關係之間之一關係；針對關於樣本之複數個菲涅耳係數判定濃度之一相關性；及基於相關性判定一目標塗料之一塗料配方。
10‧‧‧步驟
12‧‧‧步驟
14‧‧‧步驟
16‧‧‧步驟
18‧‧‧步驟
20‧‧‧步驟
22‧‧‧步驟
24‧‧‧步驟
26‧‧‧步驟
28‧‧‧步驟
30‧‧‧步驟
40‧‧‧步驟
42‧‧‧步驟
44‧‧‧步驟
46‧‧‧步驟
48‧‧‧步驟
50‧‧‧步驟
52‧‧‧步驟
54‧‧‧步驟
56‧‧‧步驟
58‧‧‧步驟
90‧‧‧系統
92‧‧‧使用者
94‧‧‧使用者介面
96‧‧‧光譜儀
98‧‧‧目標樣本
100‧‧‧電腦
102‧‧‧網路
104‧‧‧伺服器
106‧‧‧資料庫/伺服器
圖1係使用一白色雲母(45度角處，500nm波長)之固定K1及K2值繪示之一濃度相對於K/S關係之一圖表。
圖2繪示用於為一全塗繪系統建立一組校準資料之一程序之一實施例。
圖3繪示根據各種實施例之一色彩匹配程序。
圖4繪示跨多個面板之一色彩漸變。
圖5為使用來自可變組資料內之K1及K2之一特定組繪示之一白色
雲母(45度角處，500nm波長)之濃度相對於K/S之一圖表之一實例。
圖6及圖7繪示一白色雲母(45度角處，500nm波長)之兩種類型圖表之實例。
圖8繪示可用於識別一目標樣本之一塗料混合物之物理性質屬性之一系統之一實施例。
在各種態樣中，本發明之實施例係指向為了調配及調整著色以匹配一目標塗料而將經量測光譜反射率之桑德森轉換改良及校正為用於與一色彩匹配方法論(例如，庫貝卡孟克方法論)一起使用之內部反射率之系統及方法。本發明之實施例包含具有用於為目標樣本擷取資訊之一器件之一裝置及用於建立經改良配方及公式調整之K1及K2菲涅耳係數之一資料庫。如本文所使用，當進入目標樣本之光在樣本表面部分反射時，K1係數表示分率反射率，且當離開樣本之光在樣本表面處部分反射回樣本時，K2係數表示分率反射率。
雖然本文之描述大體上係關於塗繪，但應理解器件、系統及方法適用於其他類型塗料，包含染劑及工業塗料。本發明之所描述實施例不應視為限制。符合本發明之一方法可在各種領域(諸如，成衣及時尚產品之匹配及/或協調)中實踐。
本發明之實施例可與可為一獨立單元或包含經由一網路(諸如，例如，網際網路或一內部網路)與一中央電腦通訊之一或多個遠端終端機之一電腦系統一起使用或併入可為一獨立單元或包含經由一網路(諸如，例如，網際網路或一內部網路)與一中央電腦通訊之一或多個遠端終端機之一電腦系統中。因而，本文所描述之電腦或「處理器」及相關性組件可為一部分之一本端電腦系統或一遠端電腦或一線上系統或其之組合。本文所描述之資料庫及軟體可儲存於電腦內部記憶體中或一非暫態性電腦可讀媒體中。
使用(例如)庫貝卡孟克或其他近似演算法之當前方法論不適用於測角明顯顏料及高度透明分散顏料及染料。圖1係繪示使用一白色雲母(45度角處，500nm波長)之固定K1及K2值之一濃度相對於K/S關係之一圖表。如所繪示，關係之曲率違反用於在一兩通量庫貝卡孟克或其他程序中使用之第二主要假定。為了校正在第二主要假定中之關係，如隨後段落中討論採用使用在桑德森方程式中之菲涅耳係數之第一主要假定。
圖2繪示用於為一全塗繪系統建立一組校準資料之一程序之一實施例。校準被認為是如一塗繪系統內之個別顏料之「指紋」。在各種實施例中，應期望有標準固體、分散著色，也存在測角明顯特殊效應顏料及高度透明分散顏料或染料。
為了啟動校準程序，在步驟10處選擇一光標準及一暗標準。一光標準之實例可包含(但不限於)一不透明分散白色雲母、一鋁或一白色珍珠。一暗標準之實例可包含(但不限於)一不透明分散黑色顏料或拋光黑色玻璃。在各種實施例中，跨分析之所有角度，光標準採用一假定：光標準將為檢驗之所有角度散射100%光且吸收0%光。類似地，在各種實施例中，一暗標準具有其散射0%光且吸收100%光之假定。兩個標準之各者可個別塗佈至不透明且用一光譜儀量測。光標準維持一散射S(值為1)及一吸收K(值為0)。光標準亦具有一固定K1及K2值。類似地，暗標準維持一散射S(值為0)及一吸收K(值為1)。暗標準具有固定K1及K2值。例如，可設定標準之固定K1及K2值：(i)基於光或暗標準配方之折射率，(ii)基於歷史使用或教科書建議；或(iii)簡單設定為0及0。
在步驟12處，藉由建立至少二元混合物或三元混合物建立系統內之各個別著色之一系列面板。對於普通、固體、分散顏料，二元或三元混合物係與光標準混合之個別顏料之多個位準。如圖4中之實例
所展示，藉由體積增加、重量增加或顏料重量百分比可作出混合物，只要達成跨多個面板之色彩之一漸變之期望結果。例如，具有一光標準之一紅色陰影酞青素藍色之二元混合物可採取以下重量百分比之形式：95%光標準及5%藍色、75%光標準及25%藍色、50%光標準及50%藍色，25%光標準及75%藍色，及5%光標準及95%藍色。在各種實施例中，可期望具有靠近100%/0%及0%/100%臨限值之各種混合物，或色彩飽和度之其他點。暗標準可具有使用光標準建立之一面板系列。接著，混合物個別塗佈至不透明且用一光譜儀量測。對於測角明顯著色及高度透明分散或染料，如上文所描述，個別顏料可在相同二元或三元形式中混合，但是使用暗標準而不是光標準。此等混合物再一次塗佈至不透明且用一光譜儀量測。此外，歸因於一些測角明顯顏料之高色度角度色彩移動之本質，可期望在各種實施例中具有一多色調或單一顏料塗料，不必要基於進一步特徵化個別顏料在意光標準上方(塗佈至不透明)不透明。
一旦已為在塗繪系統內之每個期望顏料建立面板系列，則在步驟14處使用桑德森方程式，固定K1及K2值及來自僅(100%)多色調光或暗標準之經量測光譜反射資料計算光或暗標準之內部反射率。
使用經計算內部反射率值，一色彩匹配理論(諸如，例如，庫貝卡孟克理論或其他理論)用於在步驟16處計算光或暗標準之K/S值。
在步驟18處計算非標準顏料系列之內部反射率。有三個方法可用於計算：(1)當K2保持固定時，允許K1依角度、波長及濃度變化；(2)當K2依角度、波長及濃度變化時，允許K1保持固定；及(3)允許K1及K2兩者都依角度、波長及濃度變化。在各種實施例中，為了找到最佳解決方案，使用所有三個方法且選擇三個的最佳結果。K1及K2之變化係兩通量庫貝卡孟克或其他近似之第一主要假定之校正。此外，在各種實施例中，在允許K1及K2值在其中變化之範圍可基於先
前知識操控，諸如藉由使用所探討的公式之折射率或在最佳化程序中獲得之知識。在各種實施例中，允許K1及K2變化值之一大範圍及在變化之間之一小增量，使得找到全域最佳而不是一局域最佳。全域最佳可或可不類似於基於折射率之經計算K1及K2值。
在各種實施例中，藉由允許K1及K2變化，建立內部折射比曲線之多個組。在各種實施例中，可藉由使用所有濃度檢查所有方案。在各種實施例中，若藉由不使用一或多個濃度可改良精確度，則可以最後功能性色彩匹配演算法為代價進行此一系列動作。在步驟20處基於經計算內部反射率曲線之多個對應組計算色彩匹配K/S資料之多個組。在步驟22處，為在一給定角度及波長處之K1及K2之各特定組合相對於K/S值繪製非標準顏料之濃度。在各種實施例中，尋找線性化以在步驟24處在色彩匹配方程式中建立經改良效能，選擇最靠近1或-1之線性最佳R2值。一最佳R2值之選擇隨後選擇對應組K/S資料及內部反射率值，其等對應K1及K2值之一特定組。圖5為使用來自可變組資料內之K1及K2之一特定組繪示之一白色雲母(45度角處，500nm波長)之濃度相對於K/S之一圖表之一實例。所繪示R2係大致上0.75及濃度與K/S之間之關係係線性的，其符合雙通量庫貝卡孟克之第二主要假定或其他近似。
在各種實施例中，因為允許K1及K2值依濃度與角度及波長變化，故可存在一單一著色之K1及K2之多個值。基於考慮到的最佳濃度相對於K/S圖表選擇非標準顏料之各濃度之K1及K2值。在步驟26及28處，繪製非標準顏料之濃度個別相對於自之原始K/S最佳化選擇之K1及K2值之圖表，導致兩個圖表/曲線。在各種實施例中，使用一線性相關性、一非線性相關性或一逐步線性或非線性相關性個別濃度定義K1及K2值。圖6及圖7繪示一白色雲母(45度角處，500nm波長)之兩種類型圖表之實例。
在各種實施例中，針對各可用角度反覆依濃度及波長計算全域最佳K1及K2值之程序。可發現在角度資料之間之顯著差異，特別是當處理測角明顯顏料，此係歸因於其等之高色彩旅遊(color travel)本質。
在步驟30處，將用於計算隨各特定角度及波長組合之濃度而變化之K1及K2之所有相關性儲存於一資料庫中。
既然塗繪系統內之各顏料之最佳化K1及K2值經識別及儲存於一資料庫中，可如圖3中所繪示發生標準色彩匹配，諸如庫貝卡或其他演算法。如圖3中所繪示，本文所描述之多通量方法使用可變K1及K2菲涅耳係數導致一輕微修改色彩匹配方法論。明確而言，在步驟46、48、50及52處，自一資料庫擷取特定角度、波長及濃度之正常K1及K2值，經計算及縮合以供使用。當來自經測量光譜反射率資料之一轉換經轉換為內部反射率時，引起新的K1及K2相關性。因此，在程序反覆期間，動態計算K1及K2值。在在一啟動公式中有未知顏料之情況下，在步驟40處識別一類似公式之一接近估計。在步驟42處識別在類似公式內之著色，且在步驟44、46、48處用於定義K1及K2相關性之一啟動組。
用於在多個著色之一複雜混合物中使用，將多組K1及K2組合為用於桑德森計算之一單一組。在各種實施例中，在步驟50及52處，可以各種方式達成依顏料之個別K1及K2之縮合，且可判定哪個方法最佳。例如，在一複雜混合物中為多個著色縮合多個K1及K2值之方法包含：(i)對於給定反覆之所有K1值之簡單平均及對於給定反覆之所有K2值之簡單平均；(ii)對於給定反覆之所有K1值之加權平均及對於給定反覆之所有K2值之加權平均；及(iii)統計帕雷托分析，用以判定最必需K1及K2值及平均。在步驟54處執行桑德森計算且在步驟56及58處如必需反覆該程序。
隨著計算經縮合K1值及經縮合K2值，當與測角明顯及高度透明分散顏料及染料一起使用時，雙通量庫貝卡孟克或其他近似者之標準方程式可以更高精密度及精確性採用。
圖8繪示可用於識別一目標樣本之一塗料混合物之物理性質屬性之一系統90之一實施例。一使用者92可利用一使用者介面94(諸如一圖形使用者介面)以操作一光譜儀96以量測一目標樣本98之性質。來自光譜儀96之資料可經傳送至一電腦100，諸如一個人電腦，一行動器件或任何類型處理器。電腦100可經由一網路102與一伺服器104通訊。網路102可為任何類型的網路，諸如，網際網路、一區域網路、一內部網路或一無線網路。伺服器104與可儲存藉由本發明之實施例之方法使用及產生之資料及資訊之一資料庫106通訊。可藉由電腦100及/或伺服器104執行本發明之實施例之方法之各種步驟。
在另一態樣中，本發明可實施為含有引起一電腦或電腦系統執行上文所描述之方法之軟體之一非暫態性電腦可讀媒體。該軟體可包含用於啟用一處理器及一使用者介面以執行本文所描述之方法之各種模組。
熟習此項技術者將容易瞭解在不脫離前文描述所揭示之概念之情況下可對本發明作出修改。此等修改應視為包含於以下申請專利範圍內，除非申請專利範圍藉由其等語言另外特別說明。因此，本文詳細描述之特定實施例僅係繪示且不限制於給定隨附申請專利範圍及其之任何及所有等效物之全跨度之本發明之範疇。
10‧‧‧步驟
12‧‧‧步驟
14‧‧‧步驟
16‧‧‧步驟
18‧‧‧步驟
20‧‧‧步驟
22‧‧‧步驟
24‧‧‧步驟
26‧‧‧步驟
28‧‧‧步驟
30‧‧‧步驟
Claims (13)
- 一種電腦實施方法，其包括：使用一處理器產生關於在一批塗料中存在之複數個顏料之一組校準資料，其中產生包含：計算用複數個該等顏料塗佈之複數個樣本之一吸收率/反射率關係，其中計算包含使用一色彩匹配計算；計算一非標準顏料之複數個濃度；繪製在該等濃度及該等吸收率/反射率關係之間之一關係；針對關於該等樣本之複數個菲涅耳係數判定該等濃度之一相關性；及使用該處理器基於該相關性判定一目標塗料之一塗料配方。
- 如請求項1之方法，其進一步包括輸出該塗料配方。
- 如請求項1之方法，其中該相關性係一最佳適配相關性。
- 如請求項1之方法，其中判定一相關性包含：依角度及波長之至少一者改變該菲涅耳係數。
- 一種系統，其包括：一使用者介面；及一處理器，其與該使用者介面通訊且經程式化以：產生關於在一批塗料中存在之複數個顏料之一組校準資料，其中產生包含：計算用複數個該等顏料塗佈之複數個樣本之一吸收率/反射率關係，其中計算包含使用一色彩匹配計算；計算一非標準顏料之複數個濃度；繪製在該等濃度與該等吸收率/反射率關係之間之一關係；針對關於該等樣本之複數個菲涅耳係數判定該等濃度之一 相關性；及基於該相關性判定一目標塗料之一塗料配方。
- 如請求項5之系統，其進一步包括與該處理器通訊之一光譜儀。
- 如請求項5之系統，其進一步包括與該處理器通訊之一資料庫。
- 如請求項5之系統，其中該處理器進一步經程式化以輸出該塗料配方。
- 一種裝置，其包括：用於產生關於在一批塗料中存在之複數個顏料之一組校準資料之構件，其中用於產生之該構件包含：用於計算用複數個該等顏料塗佈之複數個樣本之一吸收率/反射率關係之構件，其中計算包含使用一色彩匹配計算；用於計算一非標準顏料之複數個濃度之構件；用於繪製在該等濃度與該等吸收率/反射率關係之間之一關係之構件；用於針對關於該等樣本之複數個菲涅耳係數判定該等濃度之一相關性之構件；及用於使用該處理器基於該相關性判定一目標塗料之一塗料配方之構件。
- 如請求項9之裝置，其進一步包括用於輸出該塗料配方之構件。
- 如請求項9之裝置，其中該相關性係一最佳適配相關性。
- 如請求項9之裝置，其中用於判定一相關性之該構件包含用於依角度及波長之至少一者改變該等菲涅耳係數之構件。
- 一種非暫態性電腦可讀媒體，其包含軟體以用於引起一處理器：產生關於在一批塗料中存在之複數個顏料之一組校準資料，其中產生包含： 計算用複數個該等顏料塗佈之複數個樣本之一吸收率/反射率關係，其中計算包含使用一色彩匹配計算；計算一非標準顏料之複數個濃度；繪製在該等濃度與該等吸收率/反射率關係之間之一關係；針對關於該等樣本之複數個菲涅耳係數判定該等濃度之一相關性；及基於該相關性判定一目標塗料之一塗料配方。
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