TWI555976B - 用於分光光度資料之統計量測控制之系統及方法 - Google Patents

Description

用於分光光度資料之統計量測控制之系統及方法

在各種實施例中，本發明通常係關於用於導出自由一經固化之複雜塗層(即，塗料)混合物塗佈之一表面之分光光度量測獲得之精確資料之一方法及裝置。

由於遍及一塗佈面之顏色之固有變化(其可歸因於例如欠佳之塗層施加、不穩定之塗料化學物、特殊顏料(例如雲母及晶鑚)之自然波動)，通常採用統計量測控制(「SMC」)移除起因於此等變化之錯誤或不準確之資料。另外，通常使用SMC改善量測一錯誤區域或並不代表被量測之該塗佈面之剩餘部分之一區域之該等效果。此等重要區域包含(例如)在該表面中之刮痕、灰塵、指紋、塗層缺陷或其中該分光光度孔並非完全保持在該塗層上之區域。

通常已使用在使用具有嚴格要求之信賴區間之一角度基礎上之比色資料(即，如L*、a*及b*)完成SMC。然而，此等方法並非總在移除自分光光度量測獲得之錯誤或不準確資料中係精確的。因此，使用光譜反射率資料(而非比色導出物)及容許可變容差之系統及方法係必要的。

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自在其上具有一目標塗層之一塗佈面獲得光譜反射率資料，及使用該處理器判定是否該資料包含任何異常資料點。該方法亦包含使用該處理器移除該等異常資料點之至少一者以產生最終之光譜反射率之資料，及使用該處理器至少部分基於該最終之光譜反射率資料計算該目標塗層之一特徵。在另一態樣中，本發明之實施例提供一系統。該系統包含一使用者介面及與該使用者介面通信之一處理器。該處理器係經程式化以自在其上具有一目標塗層之一塗佈面獲得光譜反射率之資料，判定是否該資料包含任何異常資料點，移除該異常資料點之至少一者以產生最終之光譜反射率資料及至少部分基於該最終之光譜反射率資料計算該目標塗層之一特徵。

在另一態樣中，本發明之實施例提供一裝置。該裝置包含用於自在其上具有一目標塗層之一塗佈面獲得光譜反射率資料之構件，用於判定是否該資料包含任何異常資料點之構件，用於移除該等異常資料點之至少一者以產生最終之光譜反射率資料之構件，及用於至少部分基於該最終之光譜反射率資料計算該目標塗層之一特徵之構件。在另一態樣中，本發明之實施例提供包含軟體之一非暫時性電腦可讀媒體，其用於使得一處理器：自在其上具有一目標塗層之一塗佈面獲得光譜反射率資料，判定是否該資料包含任何異常資料點，移除該等異常資料點之至少一者以產生最終之光譜反射率資料及至少部分基於該最終之光譜反射率資料計算該目標塗層之一特徵。

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

32‧‧‧步驟

34‧‧‧步驟

90‧‧‧系統

92‧‧‧使用者

94‧‧‧分光光度計使用者介面

96‧‧‧分光光度計

98‧‧‧目標樣品

100‧‧‧電腦

102‧‧‧網路

104‧‧‧伺服器

106‧‧‧資料庫

圖1圖解說明用於導出自由一經固化之複雜塗層(即，塗料)混合物塗佈之一表面之分光光度量測獲得之資料之一程序之一實施例之一流程圖。

圖2圖解說明用於產生自由一經固化之複雜塗層(即，塗料)混合物塗佈之一表面之分光光度量測獲得之資料之一系統之一實施例。

在各種態樣中，本發明之實施例包含一分光光度計及用於自由一塗佈面之分光光度量測獲得之資料產生精確資料之一方法。本發明之各種實施例包含具有用於對一目標樣品捕捉分光光度資料之一器件及用於自該分光光度資料導出精確資料之一處理器(其可用於產生具有類似於該目標樣品之特徵之一塗層)之一裝置。一輸出器件可用於輸送該等特徵至一使用者。

雖然本文之該描述通常指塗料，應瞭解該等器件、系統及方法適用於包含著色及工業塗層之其他類型之塗層。本發明之該等描述之實施例不應被視為限制。符合本發明之一方法可係在多種領域中實踐，例如服裝及時尚產品之該匹配及/或協調。

本發明之實施例係併入可係一獨立單元或包含一個或多個遠程終端或經由一網路(例如該網際網路或一內部網路)與一中央電腦通信之器件之一電腦系統，或與該電腦系統一起使用。如此，該電腦或「處理器」及本文描述之相關組件可係一本地電腦系統之一部分或一遠程電腦或一線上系統或其等之組合。本文描述之該資料庫及軟體係在電腦內部記憶體中或在一非暫時性電腦可讀媒體中儲存。

本發明之實施例係關於用於自一分光光度計獲得之資料之統計量測控制(「SMC」)之一多步驟程序。

圖1圖解說明用於導出自一塗佈面之分光光度量測獲得之資料之一程序之一實施例之一流程圖。該程序開始於步驟10，其時一使用者啟動自一光學儀器(諸如一分光光度計)之光譜反射率資料之該轉移(即，一上傳)。在各種實施例中，在每一單獨量測之後或(如一系列量測)在所有量測已完成之後轉移該資料。在各種實施例中，做出至少三個量測以確保一充足之取樣，及在各種實施例中，量測之該最大數量係基於量測之一使用者規定之數量。

為在步驟10處獲得精確量測，可期望無論在該表面上該量測之位置，相對於該塗佈面該分光光度計保持在一單一方向。另外，在各種實施例中可期望移動該分光光度計至遍及該目標表面之不同位置以獲得多個量測，且進一步期望在該目標表面上避免明顯之缺陷，例如污垢、刮痕、小孔、浮泡等等。

在該程序之步驟12，計算在步驟10處做出之每一量測之該色相角度。當(例如)對不同於該目標面之一表面做出一量測時，此計算消除明顯異於大多數量測之一個或多個量測。在各種實施例中，做出該潛在假設，自步驟10之大多數量測係正確的。若在步驟10處採用一多角度分光光度計器件，則可使用在該「面」角度(例如45度角)之該色相角度。在步驟14處，每一量測係與該中值色相角度比較。在步驟16處，若判定該中值色相角度與一獨立量測之該色相角度之間之該差異大於一規定容限，則將該量測標記為排除。在各種實施例中，該規定容限係(例如)5度，且在各種實施例中，設定該容限需要一個別角度分析。在各種實施例中，若多個量測超過該容限，則在步驟16處將具有最大差異之該量測標記為排除。在各種實施例中，針對改變較大資料集，需視需要重複步驟12、14及16。然而，若在色相角度分析時已達到一最小數量之量測(即，三個量測)，且如步驟14處判定存在大於該容限之一差異，則該等量測將捨棄該程序，且可如下文描述解決之。

一旦完成對該中值色相角度之該色相角度之所有檢查，且在如步驟14處判定之一所需容限級別內，則該程序前進至步驟18，其中應用一統計異常偵測之測試。在各種實施例中，該統計異常偵測之測試係格拉布(Grubb)異常測試。在各種實施例中，假設存在一正常量測分布，因為扭曲該量測之該常態之量測已在步驟16處消除。在各種實施例中，應用該格拉布測試至在每一特定角度及波長組合下之該光 譜反射率資料。就統計而言，該格拉布測試使用自一信賴級別導出之一重要性級別，以接受或否定該空值及替代假設。在各種實施例中，該空值假設係在一特定角度及波長之組合下之該光譜反射率資料集並不含有任何異常。該替代假設遵照在該資料集中至少存在一個異常。為完成該分析，該信賴級別及重要性級別係基於程序需要而設定。如下列等式(1)及(2)計算該「G」值及「臨界」值(「C」)：

其中R係在該特定角度及波長之組合下之該特定量測之該光譜反射率，M係自在該特定角度及波長之組合下之並未標記為排除之所有量測之該光譜反射率之該中值，S係自在該特定角度及波長之組合下之並未標記為排除之所有量測之該光譜反射率之該標準差(基於該中值計算出)，t係在該所期望之重要性級別處之該兩側斯徒登特(Student)之t值，及N係並未標記為排除之量測之該數量。當該G值大於該C值時，該空值假設係被否定且該替代假設係被接受。否則，該空值假設係被接受。對任何該空值假設被否定之情況，該特定角度及波長之組合可係在步驟20處被標記為一潛在之異常。而後，對每一量測，計數在步驟20處已被標記為潛在之異常之角度及波長之組合之該數量。若該計數達到一所需容限，則該量測係標記為排除。在各種實施例中，該容限係(例如)該總估值之百分之十，及在各種實施例中，設定該容限需要一個別角度分析。若超過一個量測達到該所需容限，則具有該最大計數之潛在異常係在步驟22處被標記為排除。如所需可重複步驟18、20及22或直到已達到一最小數量之量測(即，三個量測)。若已達到該最小數量之量測，且該統計異常測試識別另一量 測為排除，則捨棄該程序且可如下文描述解決之。

一旦並未被標記為排除之該等量測通過該統計異常測試及/或已達到該最小數量之量測，則該程序繼續至步驟24。在步驟24處，針對一容限值做出在該特定角度及波長之組合下之該剩餘光譜反射率之一範圍檢查。在各種實施例中，相對於該給出之潛在反射率值之範圍，該容限可係(例如)1/100，及在各種實施例中，設定該容限需要一個別角度分析。在各種實施例中，該範圍檢查之一目的係補償潛在地係過度嚴格之該統計異常測試。在此情況下，即使該統計異常測試在達到該最小數量之量測後可能繼續識別出更多異常(其可在缺少一最終範圍檢查之情況下造成該程序之一失敗)，光譜反射率之該最終範圍檢查仍將容許一量測通過及完成該程序。另外，在量測及/或資料之極端變化之情況下，歸因於一大標準差之計算，該統計異常測試可被「愚弄」接受欠佳之量測。在此情況下，該潛在之問題係錯誤資料之該使用以產生該最終經控制之量測。使用在步驟24處之該光譜反射率之該範圍檢查可處理兩個情況。在各種實施例中，在步驟24處對在每一特定角度及波長之組合下並未排除之所有量測之該光譜反射率計算該範圍或最大值減最小值。然後將該範圍與該所需容限比較。若該經計算之範圍值達到該容限，則將在該範圍計算內之該最大之單一冒犯性量測標記為一潛在異常。在各種實施例中，該最大值單一冒犯性量測將係該最大值或該最小值。在步驟24處針對該容限檢查所有範圍後，計數多少角度及波長之組合之每一量測已被標記為潛在異常。若該計數達到一所期望之容限，則該量測可在步驟26處排除，及在各種實施例中該程序返回至步驟18(若超過該最小數量之未排除之量測保留)或返回至步驟24，使得再次執行該光譜反射率之範圍檢查。在各種實施例中，該容限係(例如)該總估值之百分之十，及在各種實施例中，設定該容限需要一個別角度分析。若達到該最小數量之量測但該 光譜反射率之範圍檢查失敗，則捨棄該程序且其在如下文描述解決之。若已滿足該最小數量之量測且該光譜反射率之範圍檢查通過，則該程序前進至步驟28，其中該程序判定資料之額外角度是否需要被處理，在此情況下該程序返回至步驟12。

若如步驟28處判定不存在需要被處理之資料之額外角度，則在各種實施例中，該個別角度量測係合併入在步驟30處估算之每一角度之一單一角度量測。在各種實施例中，該等量測係藉由計算在每一特定角度及波長之組合下之所有該等剩餘(即，可接受的)量測之一平均合併。在步驟32處之該最終結果係一組光譜反射率資料，該組光譜反射率資料係實質上穩定及可靠的，且當與在步驟10處獲得該分光光度資料之該相同塗佈面一起處理時，可係在步驟34處之未來計算中作為一基線用於各種應用。舉例而言，該最終結果可係用於該塗佈面之一特徵之判定、比色資料(L*、a*、b*、C*、h*)之產生、三色資料(X、Y、Z)之產生、吸收及散射資料(K、S)之產生、不透明度計算、行程計算、圖像渲染、數位碼片之組織/排序、彩色印刷工具之組織/排序、黑度計算、顏料強度計算、資料庫搜索、輸入至一資料庫之資料之品質控制、儀器輸出之品質控制、彩色印刷工具之品質控制、多個儀器之對準、顏色配方、配色品質指標、顏色調整、光譜反射率曲線比較、各種預報/選擇及任何其他適當之應用。

如該程序在圖1中圖解說明之在一組量測失敗發生時，在各種實施例中該失敗可以三種方式處理。第一，可對該分光光度計做出額外之量測，且而後將該額外量測增加至該現有之資料組之量測中。該程序將而後在步驟12處以一增廣資料組開始。第二，該當前資料組可丟棄及該程序在步驟12處再以一新的資料組開始。第三，在對該目標面中之變化可將雜訊引入該光譜反射率資料或後來之比色導出物中之理解下，圖1之該程序可一起被略過。

下面使用在一單一角度處做出之六個分光光度量測提供本文描述之該程序之一實施例之一實例。表1圖解說明該起始資料。

色相角度分析(步驟12)將量測4標記為排除。該色相角度分析係循環第二次且將量測1標記為排除。該色相角度分析係循環第三次且所有剩餘之量測落在該容限內。

該異常測試(在此情況下該格拉布異常測試)隨後接著(步驟18)。該格拉布測試將量測3標記為排除。當該格拉布測試循環時，最少三個量測係滿足，所以不再執行該分析。

因為已達到該最小數量之量測，該範圍檢查步驟(步驟24)係以並未被標記為排除之該等量測開始。該範圍檢查接受該等最終之三個量測。

如表2中展示之該最終工作輸出，最後平均該等非排除之量測。

圖2圖解說明一系統90之一實施例，該系統90可用於識別一目標樣品之一塗層混合物之物理性質屬性。一使用者92可利用一使用者介面94(諸如一圖解使用者介面)操作以分光光度計96以量測一目標樣品98之該等性質。該分光光度計96之該資料可轉移至一電腦100，諸如一個人電腦、一移動器件或任何類型之處理器。該電腦100可經由一網路102與一伺服器通信。該網路102可係任何類型之網路，諸如該網際網路、一本地區域網路、一內部網路或一無線網路。該伺服器104係與一資料庫106通信，該資料庫可儲存由本發明之實施例之該等方法使用及產生之該資料及資訊。可藉由該電腦100及/或該伺服器106執行本發明之實施例之該等方法之各種步驟。

在另一態樣中，本發明可係作為含有使一電腦或一電腦系統執行上述之該方法之軟體之一非暫時性電腦可讀媒體而實施。該軟體可包含用於使一處理器或一使用者介面能夠執行該等上述之方法之各種模組。

熟習此項技術者將輕易理解，在不脫離前述描述中揭示之該等概念的情況下可對本發明做出修改。除非申請專利範圍(藉由其等語言)明顯規定，否則此等修改將被視為包含在下列申請專利範圍內。因此，本文詳細描述之該等特定實施例僅係圖解說明及並不限制給出該等附加請求項之完整廣度及任何及所有其等等效物之本發明之範圍。

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

32‧‧‧步驟

34‧‧‧步驟

Claims (13)

1. 一種電腦實施的資料處理方法，其包括：從一塗層分析裝置自在其上具有一目標塗層之一塗佈面獲得光譜反射率資料之多次量測；使用一處理器對該資料執行一統計異常測試，其中該統計異常測試包含：於每次量測中的每一各別角度及波長組合計算光譜反射率資料之一統計分析，對每次各別量測，於每一各別角度及波長組合判定與該反射率資料相關聯的潛在統計異常(potential statistical outliers)之一各別總數，及藉由排除與潛在統計異常之超過一特定臨界值(threshold)之一總數相關聯之量測而產生最終光譜反射率資料；使用該處理器移除該最終光譜反射率資料中位於一預定義的可接受容忍範圍(acceptable tolerance range)以外的光譜反射率資料之至少一部分；及使用該處理器至少部分基於該最終光譜反射率資料計算該目標塗層之一特徵。
2. 如請求項1之資料處理方法，其中該統計異常測試係格拉布異常測試。
3. 如請求項1之資料處理方法，其中計算該目標塗層之一特徵包含產生比色資料(L*、a*、b*、C*、h*)、產生三色資料(X、Y、Z)、產生吸收及散射資料(K、S)、計算不透明度、計算黑度、計算顏料強度、產生顏色配方、產生一配色品質指標、產生一顏色調整及產生光譜反射率曲線比較之至少一者。
4. 如請求項1之資料處理方法，其進一步包括用一分光光度計量測該塗佈面以獲得該光譜反射率資料。
5. 一種資料處理系統，其包括：一使用者介面；及與該使用者介面通信之一處理器，且其係程式化以：從一塗層分析裝置自在其上具有一目標塗層之一塗佈面獲得光譜反射率資料之多次量測；使用該處理器對該資料執行一統計異常測試，其中該統計異常測試包含：於每次量測中的每一各別角度及波長組合計算光譜反射率資料之一統計分析，對每次各別量測，於每一各別角度及波長組合判定與該反射率資料相關聯的潛在統計異常之一各別總數，及藉由排除與潛在統計異常之超過一特定臨界值之一總數相關聯之量測而產生最終光譜反射率資料；使用該處理器移除該最終光譜反射率資料中位於一預定義的可接受容忍範圍以外的光譜反射率資料之至少一部分；及至少部分基於該最終光譜反射率資料計算該目標塗層之一特徵。
6. 如請求項5之資料處理系統，其進一步包括與該處理器通信之一資料庫。
7. 如請求項5之資料處理系統，其進一步包括與該處理器通信之一顯示器。
8. 如請求項5之資料處理系統，其進一步包括與該處理器通信之一分光光度計。
9. 如請求項5之資料處理系統，其中該處理器係程式化以使用該格 拉布異常測試判定該資料是否包含任何異常資料點。
10. 一種資料處理裝置，其包括：用於從一塗層分析裝置自在其上具有一目標塗層之一塗佈面獲得光譜反射率資料之多次量測之構件；用於使用一處理器對該資料執行一統計異常測試之構件，其中該統計異常測試包含：用於對於每次量測中的每一各別角度及波長組合計算光譜反射率資料之一統計分析之構件，用於對每次各別量測而於每一各別角度及波長組合判定與該反射率資料相關聯的潛在統計異常之一各別總數之構件，及用於藉由排除與潛在統計異常之超過一特定臨界值之一總數相關聯之量測而產生最終光譜反射率資料之構件；用於使用該處理器移除該最終光譜反射率資料中位於一預定義的可接受容忍範圍以外的光譜反射率資料之至少一部分之構件；及用於至少部分基於該最終光譜反射率資料計算該目標塗層之一特徵之構件。
11. 如請求項10之資料處理裝置，其中用於判定是否該資料包含任何異常資料點之構件包含用於執行該格拉布異常測試之構件。
12. 一種包含資料處理軟體之非暫時性電腦可讀媒體，其用於使一處理器：從一塗層分析裝置自在其上具有一目標塗層之一塗佈面獲得光譜反射率資料之多次量測；使用該處理器對該資料執行一統計異常測試，其中該統計異常測試包含：於每次量測中的每一各別角度及波長組合計算光譜反射率 資料之一統計分析，對每次各別量測，於每一各別角度及波長組合判定與該反射率資料相關聯的潛在統計異常之一各別總數，及藉由排除與潛在統計異常之超過一特定臨界值之一總數相關聯之量測而產生最終光譜反射率資料；至少部分基於該最終光譜反射率資料計算該目標塗層之一特徵。
13. 如請求項12之電腦可讀媒體，其中該電腦可讀媒體包含用於使用該格拉布異常測試使該處理器移除該等異常資料點之至少一者以產生最終之光譜反射率資料之軟體。