一种基于非线性约束插值的织物颜色照相测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于非线性约束插值的织物颜色照相测量方法。本发明专利技术针对当前分光光度计在复杂织物颜色测量方面存在的局限性，依据织物颜色数据和其数码相机响应值之间的高度关联性，提出了一种基于非线性约束插值的织物颜色照相测量方法。能够面向形状不规则的物体、具有复杂图案或特殊结构的纺织面料、纤细的纱线、柔软的色棉等进行快速非接触式颜色测量，面向种类丰富性、结构形态多样性的织物进行应用。本发明专利技术克服了传统人工对色所存在的主观差异，解决了分光光度计在实际应用中的局限性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于非线性约束插值的织物颜色照相测量方法


[0001]本专利技术属于计算机数字图像处理
，具体涉及一种基于非线性约束插值的织物颜色照相测量方法。

技术介绍

[0002]颜色是织物(如色棉、纱线、面料、服装等)的重要外观属性和功能属性。一方面，织物的颜色效果，影响消费者的喜好程度，进而影响服装的销售；另一方面，在专业应用领域，如迷彩服装的设计应用中，通过设计实现其对环境颜色的仿制，可发挥重要的隐蔽功能属性。颜色控制是纺织生产制造工艺中的关键技术，颜色测量是颜色控制的重要前提。因此如何准确的测量织物的颜色是关键的一步。
[0003]在织物颜色测量方面，传统的目视比色法通过色卡进行织物颜色的定性测量和评估，但由于工作人员的不同，对颜色的比对存在主观差异性，不可避免导致颜色目视评估结果的不一致性，而且工作效率较低。分光光度法是目前织物颜色测量的主流方法，分光光度法基于光学原理和色度学理论，能够准确测量织物颜色数据，但分光光度计仅能针对颜色单一的平面物体进行接触式颜色测量，无法直接面向形状不规则的物体、具有复杂图案或特殊结构的纺织面料、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于非线性约束插值的织物颜色照相测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，收集纺织服装领域的各类色卡及实体色样，构建包含N个实体训练样本的样本集；步骤2，利用分光光度计测量获得实体训练样本集的真实颜色数据矩阵C；步骤3，在均匀光照拍摄环境下，利用数码相机拍摄训练样本集的数字图像；步骤4，提取N个实体训练样本的数字响应值，得到训练样本集的数字响应矩阵D；步骤5，在相同拍摄光照环境和拍摄参数条件下，拍摄待测量织物的数字图像，并提取得到S个待测量区域的数字响应值D
t
；步骤6，利用训练样本集的数字响应值构建自相关矩阵K；步骤7，利用训练样本集的自相关矩阵K和对应颜色数据矩阵C构建转换矩阵W；步骤8，计算S个待测量区域数字响应值与训练样本集数字响应值的相关矩阵Q；步骤9，利用相关矩阵Q和转换矩阵W计算得到织物待测量区域的颜色值；步骤10，重复步骤5、步骤8和步骤9，即可完成任意给定数量的待测量区域的颜色测量。2.如权利要求1所述的一种基于非线性约束插值的织物颜色照相测量方法，其特征在于：步骤2中，利用分光光度计测量获得实体训练样本集的真实颜色数据通常为CIELab颜色数据，具体测量方法如下：首先，测量获得织物的CIEXYZ三刺激值数据。依据色度学理论，三刺激值的测量原理如式(1)至式(2)所示，其中，式中，x(λ)、y(λ)和z(λ)为标准观察者颜色匹配函数，E(λ)为物体的光谱反射率，S(λ)为光源的相对光谱功率分布函数，λ为波长，k为调节因子，X、Y和Z分别为织物的三刺激值数据；然后，计算得到其对应的CIELab颜色数据。依据色度学理论，由三刺激值CIEXYZ数据计算得到其对应的CIELab颜色数据的方法如式(3)至式(4)所示，其中，
式中，L、a和b分别为织物在CIELab颜色空间的亮度、红绿和黄蓝颜色值，X、Y和Z分别为织物的三刺激值颜色数据，X
n
、Y
n
和Z
n
分别为参考光源的三刺激值颜色数据，式(4)中H和H
n
分别表示织物和参考光源的CIEXYZ三刺激值；完成训练样本的真实颜色数据测量，得到每个训练样本的颜色数据c
i
，c
i
为1
×
3的行向量，其形式如式(5)所示，c
i
＝(L
i
,a
i
,b
i
)i∈(1,2,
…
,N)，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)其中，i指示第i个训练样本，i的取值为1到N，N为训练样本的数量，L
i
、a
i
和b
i
分别为第i个训练样本在CIELab颜色空间的亮度、红绿和黄蓝颜色数据，从而获得训练样本集的颜色数据矩阵C。3.如权利要求1所述的一种基于非线性约束插值的织物颜色照相测量方法，其特征在于：步骤3中，在均匀光照拍摄环境下，利用数码相机拍摄训练样本集的数字图像的方法为，首先搭建封闭式的均匀光照环境，使得有效拍摄区域内的光照均匀，然后将实体训练样本集放置于拍摄区域，设置好数码相机拍摄参数，完成训练样本集的数字图像拍摄。4.如权利要求1所述的一种基于非线性约束插值的织物颜色照相测量方法，其特征在于：步骤4中，训练样本的数字响应值通常指raw格式数字响应值或者RGB格式数字响应值，提取N个训练样本集数字响应值的方法为：对于每个训练样本数字图像，提取其中心m
×
m像素区域内的所有像素的数字响应值数据，并对m
×
m像素点数字响应值数据求平均，得到训练样本的数字响应值数据，如式(6)所示：其中，i指示第i个训练样本，l指示提取区域内第l个像素，r
i,j
、g
i,j
和b
i,j
分别为第i个训练样本的第l个像素红、绿、蓝三通道数字响应值，d
i
为第i个训练样本的数字响应值，为1
×
3的行向量。通过步骤4获得训练样本集的数字响应值矩阵D，维度为N
×
3。5.如权利要求1所述的一种基于非线性约束插值的织物颜色照相测量方法，其特征在于：步骤5中，在相同拍摄光照环境和拍摄参数条件下，拍摄待测量织物的数字图像，并提取得到S个待测量区域的数字响应值D
t
，具体方法如下：首先，在与拍摄训练样本集的光照和成像参数完全一致的条件下，利用数码相机获取任意目标织物的数字图像；然后，选取待测量区域，待测量区域如果是单个像素，则直接存储为d
t
，d
t
为待测量区域的数字响应值行向量，维度为1
×
3，待测量区域如果包含L个像素，则按照式(6)求取L个像素数字响应值的平均值，并存储为d
t
，d
t
的具体形式如式(7)所示；d
t
＝(r
t
,g
t
,b<...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁金星，杨洲，李壹帆，程靖尧，龚锦，胡新荣，李立军，彭涛，李靖，章正飞，罗航，
申请(专利权)人：浙江钱塘机器人及智能装备研究有限公司，
类型：发明
国别省市：