一种激光彩色打标参数的确定方法技术

本发明专利技术属于激光打标技术领域，涉及激光彩色打标参数的确定方法。一种激光彩色打标参数的确定方法，包括(1)构建激光彩色打标的颜色数据库；(2)导入待打标图案的彩色图片，利用空间搜索法选取N个代表性颜色；(3)使用欧式比值法，从颜色数据库中筛选出与N个代表性颜色相近的颜色；(4)利用筛选出的颜色对应的参数，作为代表性颜色的激光着色参数。本发明专利技术使用欧式比值法对颜色数据库中的参数进行选取，更加规范合理；提出了激光比例系数，利用同种颜色激光参数之间存在的内在关系，配合BP神经网络着色预测模型，可对激光在金属表面产生的颜色进行有效的预测，无需反复试验，极大减少了样品制备和颜色采集的时间。制备和颜色采集的时间。制备和颜色采集的时间。

【技术实现步骤摘要】
一种激光彩色打标参数的确定方法


[0001]本专利技术属于激光打标
，涉及激光彩色打标参数的确定方法。

技术介绍

[0002]在金属表面上着色通常采用阳极氧化、乳液涂层以及印刷等方式进行，这些传统方法一直存在制备工艺复杂、污染性大、着色不稳定等缺点。相比之前，激光彩色打标技术作为金属表面着色的全新工艺，只需通过调节激光器及扫描振镜的参数且不需要任何的化学用品就可诱导出多种颜色。
[0003]虽然激光彩色打标技术存在上述优势，但是目前的研究表明，该技术应用中选取的激光功率、振镜扫描速度、行间距、脉冲重复频率等加工参数对最终着色效果和质量的影响各不相同，这使得在加工应用中激光参数难以调节；同时金属表面颜色通常是以反复着色试验来获得，其样品制备和颜色采集的过程较为繁琐，这对数据的大量收集造成了不便。
[0004]激光诱导金属表面氧化膜着色的原理是金属基材的加工区域在激光的辐照下迅速升温，同时发生氧化反应在其表面形成一定厚度的金属氧化膜。由于薄膜干涉效应，入射光会被氧化膜的上下界分别反射，最终人眼所观察到颜色不仅为干涉相长的波段且受到氧化物固有颜色的影响。在实际应用中，人们很难通过其机理去建立物理模型来对诱导的颜色进行预测或者以此为参数选择提供指导，这因此，激光彩色打标技术未能得到大规模的应用。

技术实现思路

[0005]针对目前颜色采集繁琐、效率低、缺乏色彩选取标准和激光参数指导、难以通过物理模型进行预测等不足，本专利技术提出一种激光彩色打标参数的确定方法。
[0006]本专利技术解决其技术问题采用的技术方案为：一种激光彩色打标参数的确定方法，包括：
[0007](1)构建激光彩色打标的颜色数据库，每一组数据包含激光着色参数及对应的颜色；
[0008](2)导入待打标图案的彩色图片，利用空间搜索法选取出N个代表性颜色；
[0009](3)使用欧式比值法，从颜色数据数据库中筛选出与N个代表性颜色相近的颜色；
[0010](4)利用筛选出的颜色对应的参数，作为代表性颜色的激光着色参数。
[0011]进一步地，所述步骤(2)中，空间搜索法具体为：
[0012]将导入的彩色图片上所有像素点引入RGB三维空间坐标系，每个像素点的三维RGB坐标为(R
xy
，G
xy
，B
xy
)，x、y分别代表该像素点在原彩图中的位置；选取ΔR＝ΔG＝ΔB＝m的正方体对RGB三维空间按步长为n进行搜索，m取(10～20)，n取(5～10)；每一步都统计在正方体中像素点的个数，最终选取像素点个数最多的N组正方体中心的RGB值作为选中的代表性颜色。
[0013]进一步地，所述步骤(3)中，欧式比值法具体为：
[0014]将N个代表性颜色与颜色数据库的颜色数据逐一运算，求得欧氏比值EDR
i
：
[0015][0016]式中：R
i
、G
i
、B
i
代表第i个代表性颜色的RGB值；R
j
、G
j
、B
j
代表颜色数据库中第j组数据；
[0017]如果EDR
i
≤M，M为设定的阈值，则认为数据库中存在一组与第i个代表性颜色的RGB值较为相近的颜色。
[0018]进一步地，对于不满足EDR
i
≤M的代表性颜色，利用BP神经网络激光着色预测模型结合激光比例系数修正与代表性颜色EDR
i
最接近阈值M的激光参数，预测与该代表性颜色相近的颜色。
[0019]进一步地，对预测出的颜色与代表性颜色重新利用欧式比值法判断是否满足EDR
i
≤M。
[0020]进一步地，与代表性颜色EDR
i
最接近阈值M的颜色对应的激光比例系数为：
[0021]L
apc
＝(P∶v∶f)；
[0022]其中，p表示激光功率、ν表示振镜扫描速度、f表示脉冲重复频率；
[0023]修正后的激光比例系数需满足(0.8～1.2)
·
L
apc
。
[0024]本专利技术提供一种激光彩色打标参数的确定方法，有益效果为：
[0025]1.使用欧式比值法对颜色数据库中的参数进行选取，更加规范合理；
[0026]2.提出了激光比例系数，利用同种颜色激光参数之间存在的内在关系，为激光参数选择提供指导；
[0027]3.BP神经网络着色预测模型可对激光在金属表面产生的颜色进行有效的预测，无需反复试验，极大减少了样品制备和颜色采集的时间。
附图说明
[0028]图1本专利技术中激光彩色打标参数的确定方法流程图；
[0029]图2为待打标的彩色图案；
[0030]图3为本专利技术中BP神经网络激光着色预测模型的结构示意图；
[0031]图4为本专利技术中激光彩色打标的扫描路径图。
具体实施方式
[0032]为了便于理解本专利技术，下面结合附图和具体实施例，对本专利技术进行更详细的说明。附图中给出了本专利技术的较佳的实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术公开内容的理解更加透彻全面。
[0033]本专利技术提供的激光彩色打标参数的确定方法，流程如图1所示，具体步骤和详细过程如下：
[0034]1.调节不同的激光参数，在金属材料表面进行彩色打标实验；利用分光测色仪对其产生的色彩进行采集，使激光参数和表面色彩之间相互匹配，建立颜色数据库。每一组激
光参数都对应一个颜色的R、G、B值。
[0035]分光测色仪选用D65标准光源、SCI测量方式，为SCI、RGB色彩标准对着色样品进行颜色采集。
[0036]2.导入一张待打标图案的彩色图片，如图2所示，利用空间搜索法选取5个具有代表性的主要颜色，具体方法为：
[0037]引入RGB三维空间坐标系，R、G、B参数分别代表三个纬度，彩色图片上所有像素点的像素值在RGB空间中有唯一的三维RGB坐标(R
xy
,G
xy
,B
xy
)与之对应，x、y分别代表着该像素点在原彩图中像素点的位置。
[0038]选取ΔR＝ΔG＝ΔB＝15的正方体对RGB三维空间按步长为10进行搜索，每一步都统计落入正方体中像素点的个数，最终选取像素点个数最多的N组正方体中心的RGB值作为选中的代表性颜色。
[0039]本实施例针对图2所示的彩色图片，选取的5个代表性颜色分别为：
[0040]1：皮肤色(225,175,155)；2：黑色(25,25,25)；3：蓝色(45,75,155)，4：黄色(195,195,95)；5：棕褐色(205,125,75)。
[0041]3.使用欧式比值法根据5个代表性颜色对颜色本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光彩色打标参数的确定方法，其特征在于，包括：(1)构建激光彩色打标的颜色数据库，每一组数据包含激光着色参数及对应的颜色；(2)导入待打标图案的彩色图片，利用空间搜索法选取N个代表性颜色；(3)使用欧式比值法，从颜色数据库中筛选出与N个代表性颜色相近的颜色；(4)利用筛选出的颜色对应的参数，作为代表性颜色的激光着色参数。2.根据权利要求1所述的激光彩色打标参数的确定方法，其特征在于，所述步骤(2)中，空间搜索法具体为：将导入的彩色图片上所有像素点引入RGB三维空间坐标系，每个像素点的三维RGB坐标为(R
xy
,G
xy
,B
xy
)，x、y分别代表该像素点在原彩图中的位置；选取ΔR＝ΔG＝ΔB＝m的正方体对RGB三维空间按步长为n进行搜索，m取(10～20)，n取(5～10)；每一步都统计在正方体中像素点的个数，最终选取像素点个数最多的N组正方体中心的RGB值作为选中的代表性颜色。3.根据权利要求1所述的激光彩色打标参数的确定方法，其特征在于，所述步骤(3)中，欧式比值法具体为：将N个代表性颜色与颜色数据库的颜色数据逐一运算，求得欧氏比值EDR
i
：式中：R
i
、G
i
、B<...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢景琦，王翰章，殷延蕊，金俊雄，冯天琪，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：