TWI529375B - 使用靜電計算之一塗佈表面之紋理分析之電腦實施方法、設備及非暫時性電腦可讀媒體 - Google Patents

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Description

使用靜電計算之一塗佈表面的紋理分析之電腦實施方法、設備及非暫時性電腦可讀媒體
本發明之實施例一般而言係關於使用靜電方法來關聯自分光光度角度及/或入射光源之光譜反射率或比色資訊以識別用以匹配發生於一未知目標塗料內之紋理及/或測角明顯(gonioapparent)效用兩者之適當顏料。
在一標準可攜式分光光度計中，入射光通常設定為處於與法線成四十五(45)度之一角度處。可收集之所得光譜反射率通常在與入射光相同之平面中且在鏡面角(與入射光相等及相反之角度)之任一側上並且較接近於入射光源本身。
新可攜式分光光度裝置提供大量角色彩回應(光譜反射率)資料。除添加包含方位角或平面外角度之數個新角度外，諸多儀器亦提供具有與標準光源不同之幾何結構之額外光源。以實例方式，一第二照明器之入射光源可位於與法線成十五(15)度處。入射光與角回應之複數個組合可係太少及太多資訊以致無法一次處置。
因此，需要可用以評估來自一分光光度計之所有資料及資料之 特定組合之系統及方法。
在一第一態樣中，本發明之實施例提供一種電腦實施之方法。該方法包含使用一處理器自一目標塗料獲得反射率資料及使用該處理器依據該反射率資料計算靜電資料。該方法亦包含使用該處理器產生外觀上與該目標塗料相同或實質上類似之一塗料配方。
在另一態樣中，本發明之實施例針對於一種系統。該系統包含一資料庫、與該資料庫通信之一處理器。該處理器經程式化以：自一目標塗料獲得反射率資料；計算靜電資料；及產生外觀上與該目標塗料相同或實質上類似之一塗料配方。
在另一態樣中，本發明之實施例提供一種設備。該設備包含用於自一目標塗料獲得反射率資料之構件及用於計算靜電資料之構件。該設備亦包含用於產生外觀上與該目標塗料相同或實質上類似之一塗料配方之構件。
在又一態樣中，本發明之實施例提供一種非暫時性電腦可讀媒體，其包含用於致使一處理器進行以下操作之軟體：自一目標塗料獲得反射率資料；計算靜電資料；及產生外觀上與該目標塗料相同或實質上類似之一塗料配方。
60‧‧‧相關線
90‧‧‧系統
92‧‧‧使用者
94‧‧‧使用者介面
96‧‧‧分光光度計
98‧‧‧目標樣本
100‧‧‧電腦
102‧‧‧網路
104‧‧‧伺服器
106‧‧‧資料庫/伺服器
圖1圖解說明計算一目標複雜塗料之一公式之一程序之一實施例。
圖2及圖3圖解說明一偽電場。
圖4圖解說明使用一特定角度組合來預測一目標塗料是否將含有一測角明顯效用之一靜電場之使用之一實例。
圖5圖解說明以一成對方式比較之兩個不同角度靜電資料與目標塗料是否含有一特定測角明顯顏料之一實驗(empirical)相關性之一 實例。
圖6圖解說明一實驗相關性之另一形式之一不同類型之實例。
圖7圖解說明可用以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。
雖然本文中之說明通常係指油漆，但應理解，裝置、系統及方法適用於包含染色劑及工業塗料之其他類型之塗料。本發明之所闡述實施例不應視為限制性的。與本發明一致之一方法可在諸如服裝及時尚產品之匹配及/或協調之多個領域中實踐。
本發明之實施例可與一電腦系統一起使用或併入於一電腦系統中，該電腦系統可係一獨立單元或包含經由一網路(舉例而言，諸如網際網路或一內部網路)與一中央電腦通信之一或多個遠端終端機或裝置。如此，電腦或「處理器」及本文中所闡述之相關組件可係一本端電腦系統或一遠端電腦或一線上系統或其組合之一部分。本文中所闡述之資料庫及軟體可儲存於電腦內部記憶體中或一非暫時性電腦可讀媒體中。
本發明之實施例一般而言針對於塗料之光譜分析，且更特定而言(但並非以限制方式)，針對於用於預測及配方含有金屬顏料、珠光顏料及/或特殊效用顏料之一複雜塗料混合物之裝置、方法及系統。
在各種實施例中，本發明一般而言係關於用於使用靜電資料來識別經固化複雜塗料(例如，油漆)混合物之物理性質屬性之一方法及設備，該靜電資料係使用一處理器基於來自一分光光度計之光譜反射率及比色回應而計算。
在各種實施例中，使用一靜電方法之目的係多重的。首先，為使用一既定系統內之所有可用角度，靜電可用以形成一替代雙向反射率分佈函數(「BRDF」)類型分析。此類型之分析不排除任何角度， 而是無論測角明顯與否皆使用所有角度來形成一特定紋理或顏料類型之一半球形「地圖」或「指紋」。第二，靜電可用以僅評估特定角度組合以便達成有目的之操縱。類似地，此包含在正尋求如包含或不包含於一目標塗料後之一特定紋理或效用時特定單個角度或角度組合之特定排除。第三，靜電可用以適應及校正所接收光譜反射率值在某種程度上不正確之可能假設。光譜反射率資料之不規則性或異常性之某些可能原因(即使不重要的)可包含入射光角度位置、入射光波動、孔徑大小、目標塗料表面不均勻性等。
圖1圖解說明計算一目標複雜塗料之一公式之一程序之一實施例。在步驟10處，自(舉例而言)一分光光度計收集資料，且在步驟12處，基於相關聯資訊之一第二陣列而將資料分類。在步驟14處，計算靜電資料。在各種實施例中，可展示特定實體角埠或角度(連同入射光角度)處之個別反射率或比色資訊將充當跨越(舉例而言)一可攜式分光光度計之實體佈局影響對其他反射率之靜電「力」之一效用中之點電荷之方式。可形成一偽電場，如圖2(「標準」視圖)及圖3(「俯視」圖)中所圖解說明。基於在單一時間處進行比較所需之點電荷(反射率或比色資訊)之數目，可使用庫侖定律(Coulomb’s Law)來定義由一單個點電荷形成之若干點電荷之間或多個點電荷之間的電場或力。在一簡化形式中，針對兩個點電荷，庫侖定律如下： 其中Q1及Q2係點電荷，或在紋理分析之情形中，一特定角度及波長處之反射率或彼角度處之比色資訊，r係球之表面上之兩個點電荷之間的距離，且ε0=8.854187817 x 10-12。在各種實施例中，若反射率值用作點電荷值，則其係波長相依的。因此，在各種實施例中，計算可針對每一波長個別地發生且在資料之最終使用點處求積分。
在各種實施例中，為計算兩個點電荷之間的距離r，一種可能之解決方案係使用可藉由採用一特殊形式之文森特(Vincenty)公式而用於計算兩個點電荷之間的球面角之一大圓弧距離計算之一部分： 其中φf,λf及φs,λs係一球之表面上之點電荷之以弧度為單位之座標位置且其中△λ係λf及λs間之差異。然後，距離r得出為：r=R△σ 方程式(3)其中R係球之半徑。在一可攜式分光光度計之情形中，在各種實施例中，此可假定為等於1或可被準確地量測。在各種實施例中，R之值不改變，此乃因可能將使用相同或一類似分光光度計模型，且因此R保持恆定。若預期R實際上可改變，則R可經適當地量測並在方程式3中被計及。
在各種實施例中，為使用特殊形式之文森特公式，可賦值點電荷(反射率或比色資料)之空間座標或緯度及經度。可使用分光光度計之實體角佈局來形成空間座標賦值。以實例方式，在各種實施例中，點電荷之空間座標可變成為以下各項中之至少一者之函數之座標：(1)所反射光之角度之一版本，其可取決於入射光角度；(2)平面中或平面外以及彼平面內之位置之一指示；及(3)一特定波長處之光譜反射率值或比色值。雖然針對特定形式之庫侖定律展示一兩點電荷實例，但在各種實施例中，角點電荷之任何單個或多個組合可與各種形式之庫侖定律一起使用。另外，可代替或結合庫侖定律之力方程式使用諸如電場、電位等其他靜電計算。單個比較、成對比較、三重比較等之可能性可提供可用以識別紋理之相當大量之資訊。在各種實施例中，自法線或自平行線之入射光角度可在其他角資料之座標定義內使 用。此在藉助自多個入射光角度之資料而工作時或在包含自儀器上之相同實體接收器接收之資料之一比較時(然而入射光來自多個角度)可係有用的。
在各種實施例中，在使用光譜反射率資料時，計算可針對每一波長個別地發生。舉例而言，諸如平均值、中位數及總和之統計量可用以形成多個波長計算之靜電值中之一單個值。在另一實施例中，可在靜電分析之間比較一或若干個別特定波長。此一情況之值將集中於具有最大反射率及可能次最大反射率之一或若干波長，其中大部分色彩及/或紋理資訊係在可見光譜內以可見方式感知的。對按波長移位最大反射率之一分析亦可使用靜電分析來完成。
在圖1之步驟16處，依據比色或光譜反射率資料之所計算靜電值可進一步憑實驗關聯至已知特性以便識別複雜塗料混合物中之紋理、主要薄片類型或其他外觀資訊。為採用一實驗方法，靜電資料點(力、場、電位等)係針對一實驗資料集及所有所期望角度組合而計算，該實驗資料集及所有所期望角度組合代表將需要在日常情況中處置之所預期混合物及色彩。實驗資料集可用以形成一預測相關性：y=f(x)，其中y表示關於目標塗料之識別或一定性問題之所期望特性，且f(x)係x之某一函數，其中x係使用依據角考量之一特定集合或多個集合之靜電所計算值之一個或多個變數。在各種實施例中，可期望將角比較集合限制於為針對正識別之特定特性之大部分特徵定義之特定集合。所得函數可係線性或非線性的，如由實驗資料集所定義。
圖4圖解說明使用一特定角度組合來預測一目標塗料是否將含有一測角明顯效用之一靜電場之使用之一實例。
圖5圖解說明以一成對方式比較之兩個不同角度靜電資料與目標塗料是否含有一特定測角明顯顏料之一實驗相關性之一實例。在此實例中，相同成對角組合之一所計算靜電值產生高於約5500之一值指示 含有測角明顯顏料對不含有一測角明顯顏料之一較大可能性。
圖6圖解說明一實驗相關性之另一形式之一不同類型之實例。在此實例情景中，使用靜電所計算資料之兩組成對角比較對照彼此而繪圖。為使用相關性，可在靜電計算中輸入目標塗料之值，且其較緊密地對準至之線性相關之所得圖形值提供彼效用存在之一較高可能性。在諸多情形中，亦可依據最初憑實驗判定之相關性基於一殘差計算來評估可能性之程度。在此一實例中，較接近於相關線60(「真」)之一目標塗料所計算靜電值指示目標塗料含有特定測角明顯效用對不含有彼效用之一較高可能性。
一旦已判定一實驗相關性，在圖1之步驟18處，便可使用其來導出目標塗料之所預測值。此可藉由使用x(靜電力、場、電位等)之目標塗料之值並計算y(紋理效用)之答案而達成。雖然本文中已針對一測角明顯顏料之內容給出若干實例，但本發明之實施例可導出藉由針對靜電計算及實驗相關性迭代地選擇最重要單角度或角度組合而根據該測角明顯顏料係處於彼顏料之何種薄片大小而定之一結果。角比較及角比較組合至之程度之選擇可用以形成最佳可能實驗相關性。在各種實施例中，亦可藉由包含其他非靜電資訊(舉例而言，單個角度比色資料)而改良實驗相關性。
在各種實施例中，總體「地圖」或「指紋」方法之品質及實驗相關性方法之品質可取決於輸入資料之品質。輸入資料之品質可取決於儀器之品質及用以形成總體地圖或實驗相關性之一組已知資料之資料集之品質。雖然來自一儀器或一實驗資料集之資料之任一品質將導致一答案，但該答案可藉助一高品質儀器及一廣泛多樣之高品質實驗資料集之使用而得以改良。
本文中所闡述之整組計算可連同一處理器一起使用以便促進特定角度組合之選擇並且適應所需之計算量以便使用靜電資料來導出且 然後使用一實驗相關性。
圖7圖解說明可用以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可利用諸如一圖形使用者介面之一使用者介面94來操作一分光光度計96以量測一目標樣本98之性質。來自分光光度計96之資料可傳送至一電腦100，諸如一個人電腦、一行動裝置或任何類型之處理器。電腦100可經由一網路102與一伺服器104通信。網路102可係任何類型之網路，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與一資料庫106通信，該資料庫可儲存本發明之實施例之方法出於比較目的而使用之資料及資訊。在各種實施例中，資料庫106可用於(舉例而言)一客戶伺服器環境中或(舉例而言)一基於web之環境中，諸如一雲端計算環境。電腦100及/或伺服器104可執行本發明之實施例之方法之各種步驟。
熟習此項技術者將易於瞭解，可在不背離上述說明中所揭示之概念之情況下對本發明做出修改。此等修改將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語言以其他方式明確陳述。因此，本文中詳細闡述之特定實施例僅係說明性的且並非對本發明之範疇之限制，本發明之範疇係隨附申請專利範圍所給出之全廣度及其任何及所有等效形式。
在另一態樣中，本發明可實施為一種含有用於致使一電腦或電腦系統執行上文所闡述之方法之軟體之非暫時性電腦可讀媒體。該軟體可包含用以使得一處理器及一使用者介面能夠執行本文中所闡述之方法之各種模組。
熟習此項技術者將易於瞭解，可在不背離上述說明中所揭示之概念之情況下對本發明做出修改。因此，本文中詳細闡述之特定實施例僅係說明性的且並非對本發明之範疇之限制。

Claims (11)

  1. 一種電腦實施之方法，其包括：使用一處理器自一目標塗料獲得反射率資料；使用該處理器依據該反射率資料計算靜電資料；及使用該處理器產生外觀上與該目標塗料相同或實質上類似之一塗料配方。
  2. 如請求項1之方法，其中產生一塗料配方包括使該靜電資料與複數個已知資料相關且基於該相關而預測該目標塗料之至少一個紋理特徵。
  3. 如請求項2之方法，其中使該靜電資料與複數個已知資料相關包括憑實驗(empirically)使該靜電資料與複數個已知資料相關。
  4. 如請求項2之方法，其中基於該相關而預測該目標塗料之至少一個紋理特徵包括基於該相關使用至少一個實驗計算來預測該目標塗料之至少一個紋理特徵。
  5. 一種用於分析一塗佈表面之系統，其包括：一資料庫；及一處理器，其與該資料庫通信且經程式化以：自一目標塗料獲得反射率資料；計算靜電資料；及產生外觀上與該目標塗料相同或實質上類似之一塗料配方。
  6. 如請求項5之系統，其進一步包括與該處理器通信之一分光光度計。
  7. 一種用於分析一塗佈表面之設備，其包括：用於自一目標塗料獲得反射率資料之構件； 用於計算靜電資料之構件；及用於產生外觀上與該目標塗料相同或實質上類似之一塗料配方之構件。
  8. 如請求項7之設備，其中該用於產生一塗料配方之構件包括用於使該靜電資料與複數個已知資料相關之構件及用於基於該相關而預測該目標塗料之至少一個紋理特徵之構件。
  9. 如請求項8之設備，其中該用於使該靜電資料與複數個已知資料相關之構件包括用於憑實驗(empirically)使該靜電資料與複數個已知資料相關之構件。
  10. 如請求項8之設備，其中該用於基於該相關而預測該目標塗料之至少一個紋理特徵之構件包括用於基於該相關使用至少一個實驗計算來預測該目標塗料之至少一個紋理特徵之構件。
  11. 一種非暫時性電腦可讀媒體，其包含用於致使一處理器進行以下操作之軟體：自一目標塗料獲得反射率資料；計算靜電資料；及產生外觀上與該目標塗料相同或實質上類似之一塗料配方。
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