一种非接触测色的方法技术

本发明专利技术涉及一种非接触测色的方法，方法包括：使用色卡获取相机RGB到理论RGB的第一映射关系；基于待测物体的类型构建理论训练数据集，基于理论数据确定从色度值到预估反射率的第二映射关系；获取待测物体的相机RGB值；获取待测物体的理论RGB值，以及待测物的预估反射率；根据待测物体理论RGB值或者预估色度值或者预估反射率，确定理论训练数据集中的每一个样本相对于待测物的权重；基于理论训练数据以及相对待测样品的权重，获取理论RGB到色度值或反射率的第三映射关系；基于第三映射关系获取待测物体的色度值或反射率。采用本发明专利技术的技术方案，能够从真实相机RGB预测出物体色度值或反射率，达到提高预测精度的目的。

A method of non-contact color measurement

【技术实现步骤摘要】
一种非接触测色的方法
本专利技术涉及颜色测量领域，尤其涉及一种非接触测色的方法。
技术介绍
在日常工农业生产实践中，常常需要对被测物品外部的颜色进行测量和控制。物体的颜色特征通常使用其反射率r或色度值，如XYZ(或Lab值)。物体的反射率或色度值可通过仪器测量获得。比较传统的，而且精度较高的方法是接触式测量。但这种办法对被测物体的表面均匀(单一颜色)，大小等有要求，因此在应用上受到限制。为了克服接触式测量的限制，通常采用非接触测色，目前通常采用数码相机进行拍摄，根据相机在各个像素的RGB信息，预测所对应物体的颜色特征。由于相机获取被测物体RGB信息依赖于相机本身，同一被测物，不同相机获取的RGB信息是不一样，因此基于相机RGB信息预测物体的颜色特征需要训练数据，以提高预测精度。为了克服相机RGB信息高度依赖于相机，人们对相机输出的RGB也提高了要求，希望输出的RGB与人对被摄物体感知颜色特征相关联，因此提出了国际标准的sRGB和AdobeRGB空间。对于这两个RGB空间，都和标准的D65光源1931年配色函数下的XYZ有1-1对应关系，因此也可建立RGB和物体反射率的对应关系。目前对于较专业的相机，都有相应的选择输出相应的sRGB和AdobeRGB空间。本文中记载的理论RGB值均指按理论公式计算出的sRGB或AdobeRGB值。但由于相机厂家为了让相机输出的图片被更多人喜欢，会对相机的色彩进行调节，使得相机输出的RGB与真实的理论RGB有偏差。
技术实现思路
为了解决现有技术中使用数码相机进行拍摄可能会导致预测结果不准确的问题，本专利技术提供一种非接触测色的方法，方法包括：S1、使用色卡获取相机RGB到理论RGB的第一映射关系；S2、基于待测物体的类型构建理论训练数据集，所述理论训练数据集包括大量的物体反射率及其对应的色度值和理论RGB数据；基于理论RGB数据确定从色度值到预估反射率的第二映射关系；S3、使用相机对待测物体进行拍摄，获取待测物体的相机RGB值；S4、基于第一映射关系获取待测物体的理论RGB值，基于待测物品理论RGB值按理论公式获得待测物的预估色度值，再由第二映射关系确定出待测物的预估反射率；S5、根据待测物体由第一映射关系获取的理论RGB值，或按理论公式计算出待测物的预估色度值，或第二映射关系确定的待测物的预估反射率，确定理论训练数据集中的每一个样本相对于待测物的权重；S6、基于理论训练数据以及相对待测样品的权重，获取理论RGB到色度值或反射率的第三映射关系；S7、基于第三映射关系获取待测物体的色度值或反射率。进一步地，使用色卡获取相机RGB到理论RGB的第一映射关系具体为：测量色卡每个颜色的反射率，根据理论公式计算出色卡的理论RGB，色卡中每个颜色的相机RGB和理论RGB构成了色卡训练集；根据所述色卡的相机RGB和所述色卡的理论RGB获取相机RGB到理论RGB的第一映射关系。进一步地，可自主选择理论训练数据集具体为：根据待测物体材料特征，利用已经收集的大量物体反射率，因而可计算出相应的色度值和理论RGB，构建理论训练数据集；理论数据训练集不依赖于相机拍摄，因此数据量可远超过色卡训练数据；由色卡训练集确定的第一映射，建立相机RGB到理论RGB的桥梁，确保后续测色可以充分利用理论数据集；由理论训练数据集确定出从色度值到预估反射率的第二映射关系，用于确定理论数据集每个样本的权重。进一步地，使用相机对待测物体进行拍摄，预测待测物的色度值或反射率，具体为：使用相机采用拍摄色卡同样照明环境对待测物进行拍摄，然后做均匀性校正，获取待测样本的相机RGB；根据第一映射关系，确定待测物体的理论RGB；根据待测物体的理论RGB，或按理论公式计算出待测物品的预估色度值，或利用第二映射关系确定待测物的预估反射率，确定待测物品与理论训练数据集中每个样本的接近程度，因而确定每一个样本的权重；利用理论训练数据集，及其每个样本的权重，确定从理论RGB到色度值或反射率的第三映射；利用由第一映射关系确定的待测物的理论RGB值，再应用第三映射获得待测物的最终色度值或反射率。本专利技术由于采取了以上技术方案，其具有以下优点：本专利技术利用色卡作为桥梁，建立真实相机RGB与理论RGB之间的映射关系，从而实现了从真实相机RGB到理论RGB的转换；因此对任一待测物体，通过相机获得待测物的相机RGB，通过第一映射获得待测物的理论RGB值，进而根据待测物体理论RGB，或按理论公式计算出待测物的预估色度值，或由第二映射关系确定待测物的预估反射率，确定待测物品和理论训练数据集中每个样本的接近程度，再确定每个样本的权重，最后通过利用大量的理论训练数据集，训练出更好的从理论RGB到色度值或反射率的第三映射关系，实现能够从待测物体理论RGB预测出待测物体色度值或反射率，达到提高预测精度的目的。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步说明：图1为本专利技术实施例的一种非接触测色的方法的流程示意图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术提供的一种非接触测色的方法包括：S1、使用色卡获取相机RGB到理论RGB的第一映射关系。尽管多数相机，尤其是专业相机都提供标准sRGB空间或AdobeRGB空间的设置，可使相机输出的是sRGB空间或Adobe空间的RGB，但由于相机本身还要做其他处理，如喜好处理等，导致相机拍摄获得的相机RGB与真实的sRGB或Adobe空间理论RGB有差距。需要将真实相机RGB值向理论RGB值进行校正。在本实施方案中，使用色卡获取相机RGB到理论RGB的第一映射关系具体为：将色卡和白板分别放置在标准观察箱或均匀照明光源下，使用相机对色卡和白板进行拍摄，通过白板的相机RGB值，确定每个通道每个像素对应的均匀性校正因子，最后获取色卡通过均匀性校正后的相机RGB；之后所述的相机RGB值均是指经过均匀性校正的相机RGB值。均匀性校正也有很多方案，如最简单的均匀性校正因子的确定原则是将白板三个通道每个像素调整到通道的平均值。测量色卡每个颜色的反射率，根据理论公式计算出色卡的理论RGB；根据所述色卡的相机RGB和所述色卡的理论RGB获取相机RGB到理论RGB的第一映射关系。在本实施方式中，色卡可以选择24色色卡或美国爱色丽DigitalColorCheckerSG数码色板140色专业色卡。相机选择可以输出以sRGB或AdobeRGB空间的图像和原始数据(Rawdata)。在其他实施方式中，色卡还可以根据应用领域选择自制色卡，比如测量纺织品本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非接触测色的方法，其特征在于，方法包括：/nS1、使用色卡获取相机RGB到理论RGB的第一映射关系；/nS2、基于待测物体的类型构建理论训练数据集，所述理论训练数据集包括大量的物体反射率及其对应的色度值和理论RGB数据；基于理论RGB数据确定从色度值到预估反射率的第二映射关系；/nS3、使用相机对待测物体进行拍摄，获取待测物体的相机RGB值；/nS4、基于第一映射关系获取待测物体的理论RGB值，基于待测物品理论RGB值按理论公式获得待测物的预估色度值，再由第二映射关系确定出待测物的预估反射率；/nS5、根据待测物体由第一映射关系获取的理论RGB值，或按理论公式计算出待测物的预估色度值，或第二映射关系确定的待测物的预估反射率，确定理论训练数据集中的每一个样本相对于待测物的权重；/nS6、基于理论训练数据以及相对待测样品的权重，获取理论RGB到色度值或反射率的第三映射关系；/nS7、基于第三映射关系获取待测物体的色度值或反射率。/n

【技术特征摘要】
1.一种非接触测色的方法，其特征在于，方法包括：
S1、使用色卡获取相机RGB到理论RGB的第一映射关系；
S2、基于待测物体的类型构建理论训练数据集，所述理论训练数据集包括大量的物体反射率及其对应的色度值和理论RGB数据；基于理论RGB数据确定从色度值到预估反射率的第二映射关系；
S3、使用相机对待测物体进行拍摄，获取待测物体的相机RGB值；
S4、基于第一映射关系获取待测物体的理论RGB值，基于待测物品理论RGB值按理论公式获得待测物的预估色度值，再由第二映射关系确定出待测物的预估反射率；
S5、根据待测物体由第一映射关系获取的理论RGB值，或按理论公式计算出待测物的预估色度值，或第二映射关系确定的待测物的预估反射率，确定理论训练数据集中的每一个样本相对于待测物的权重；
S6、基于理论训练数据以及相对待测样品的权重，获取理论RGB到色度值或反射率的第三映射关系；
S7、基于第三映射关系获取待测物体的色度值或反射率。


2.如权利要求1所述的非接触测色的方法，其特征在于，使用色卡获取相机RGB到理论RGB的第一映射关系具体为：测量色卡每个颜色的反射率，根据理论公式计算出色卡的理论RGB，色卡中每个颜色的相机RGB和理论RGB构成了色卡训练集；
根据所述色卡的相机RGB和所述色卡的理论RGB获取相机RGB到...

【专利技术属性】
技术研发人员：李长军，张聪聪，高程，徐杨，王智峰，肖开达，
申请(专利权)人：辽宁科技大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21