色差检测设备及色差检测方法

摘要

本发明提供一种色差检测设备，旨在解决目前印刷、纺织、印染等行业生产过程中，对产品颜色的检测存在不稳定性及精度偏低的问题。所述色差检测设备包括图像采集装置、环境控制装置及色差分析系统，所述图像采集装置采集待检测样品的图像，所述环境控制装置控制所述图像采集装置工作的色彩环境，所述色差分析系统计算样品的色差。本发明提供的色差检测设备精度高、稳定性好。同时，本发明还提供一种采用上述色差检测设备的色差检测方法。

说明书

技术领域

本发明涉及颜色检测领域，尤其涉及一种色差检测设备及其检测方法。

背景技术

在不少行业如印刷、纺织、印染等行业中颜色是一项重要指标，它直接关系到产品质量、等级、价格和企业经济效益。

目前企业对产品颜色的检测主要依靠人工目测法或精确度较低的灰卡、色差仪等设备，导致色差判断存在主观及客观因素导致的不稳定性的问题：(1)人工目测存在主观因素，易受视力、光线、情绪等影响；(2)人工目测及普通检测设备会受到环境光源、观察角度、背景色等客观因素的影响；(3)对于色差较小的颜色可能较难区分。

因此，急需提供一种机器识别色差、检测环境稳定、精度高的色差检测设备来解决上述问题。

发明内容

本发明为了解决现有技术的色差检测存在不稳定、精度较低的问题，提供一种稳定性好、精度高的色差检测设备。

同时本发明还提供一种采用上述色差检测设备的色差检测方法。

一种色差检测设备，包括图像采集装置、环境控制装置及色差分析系统，所述图像采集装置采集所述待检测样品的图像，所述环境控制装置控制所述图像采集装置工作时色彩环境，所述色差分析系统，计算所述待检测样品的色差。

进一步地，所述图像采集装置为CCD或CMOS工业相机。

进一步地，所述环境控制装置包括遮光箱体、恒定光源、风扇及样品固定装置，所述遮光箱体控制环境色，所述恒定光源控制光源亮度与光源色温，所述风扇控制环境温度以降低所述恒定光源的功率损耗，所述样品固定装置固定所述待检测样品并使所述待检测样品表面保持平整。

进一步地，所述恒定光源为LED灯，并均匀分布至一圆形底座。

进一步地，所述色差分析系统包括数据提取模组、参数设置模组、色差计算模组，所述数据提取模组根据所述图像采集装置得到的图片分析得到L、a、b值，所述参数设置模组接收所述数据提取模组得到L、a、b值并保存作为标准品参数，所述色差计算模组计算所述待检测样品与标准品参数之间的色差。

一种色差检测方法，包括如下步骤：

提供图像采集装置，采集所述待检测样品的图像；

提供环境控制装置，控制所述图像采集装置工作时色彩环境；

提供色差分析系统，计算所述待检测样品的色差。

进一步地，所述环境控制装置在控制所述他述采集装置工作环境时还包括如下步骤：

提供遮光箱体，控制环境色；

提供恒定光源，控制光源亮度与光源色温；

提供风扇，控制环境温度以降低所述恒定光源的功率损耗；

提供样品固定装置，固定所述待检测样品并使所述待检测样品表面保持平整。

进一步地，所述色差分析系统计算显示多个样品之间的色差时还包括如下步骤：

提供数据提取模组，根据所述图像采集装置得到的图片分析得到L、a、b值；

提供参数设置模组，接收所述数据提取模组得到L、a、b值并保存作为标准品参数；

提供色差计算模组，计算所述待检测样品与标准品参数之间的色差。

进一步地，所述数据提取模组根据所述图像采集装置得到的图片分析得到其L、a、b值时，具体包括如下步骤：

将所述图像采集装置采集得到的样品图像分解为R、G、B三个通道的图层；

统计各通道中相同像素的个数，得到灰度值直方图；

直方图按0-255灰度值的顺序排列，取一定范围灰度值内计算面积最大的矩形，求得平均灰度值，即R、G、B，然后转成X、Y、Z再转换成L、a、b，转换公式为：

进一步地，所述色差计算模组计算待检测样品与标准参数之间色差时具体包括如下步骤：

根据数据提取模组得到的待检测样品与标准品之间L、a、b值之间的方差ΔE

相较于现有技术，本发明提供的色差检测设备中，通过图像采集装置对待检测样品进行取样，克服了人工目测易受个人视力、情绪、光线影响的引起误判问题，通过环境控制装置克服了色差检测过程中光源亮度、光源色温、环境色不恒定等客观因素而导致色差判断存在偏差的问题，通过色差分析系统实现了色差的精确计算。

此外，本发明还提供了一种色差检测方法，所述差检测方法通过图像采集装置对待检测样品进行图像采集，通过环境控制装置对所述图像采集装置工作环境进行控制，通过色差分析系统对所述图像采集装置采集的图像进行色差分析。

附图说明

图1是本发明色差检测设备的立体结构图；

图2是图1所示的环境控制装置与图像采集装置的剖视图；

图3是图1所示色差检测设备10的工作流程示意图；

图4是是图3所示步骤S04的具体流程示意图；

图5是是图3所示步骤S08的具体流程示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，是本发明色差检测设备的立体结构图。所述色差检测设备10包括样品固定装置11、环境控制装置13、图像采集装置15、色差分析系统17、显示装置19。本实施例中，待检测样品为布匹。

所述样品固定装置11为一夹具，用于固定待检测色差的布匹，并使所述布匹平面保持平整，避免形成褶皱。

所述环境控制装置13包括遮光箱体131、恒定光源133及风扇135。所述遮光箱体131为一端开口的矩形状物体，所述遮光箱体131覆盖所述样品固定装置11，形成一遮光封闭环境，可防止外界光源对布匹色差检测的影响。所述恒定光源133位于所述遮光箱体131内部，并设于所述样品固定装置11上方，所述恒定光源133呈一圆柱体状，中心有一安装孔，所述恒定光源133的圆形底面设有光源，在本实施例中的光源为均匀分布与圆盘的LED灯，LED灯可体现布匹颜色的细节，提高色差检测的精确度，所述光源可以对待检测布匹进行大面积打光，其圆形设计使得光的散射较为均匀，从而保证照射在待检测样品上的光线均匀分布。所述风扇135位于所述遮光箱体131内部，并设于所述恒定光源133侧下方，所述风扇135用于对所述恒定光源133进行降温，以防止所述光源发热导致自身功率降低，从而减少光源亮度损耗。

请结合参阅图2，所述图像采集装置15在本实施例中为一CCD工业相机，安装于所述恒定光源133的安装孔内，且所述CCD工业相机设为未超过所述恒定光源133的底面，避免所述CCD工业相机在所述待检测色差的布匹表面形成阴影，影响图像采集。所述图像采集装置15用于对待检测布匹进行拍照采集得到图像信息。

所述色差分析系统17包括颜色提取模组171、参数设置模组173及色差计算模组175。所述色差分析系统与图像采集装置15电连接，接收来自所述图像采集装置15采集得到的图像并对图像进行分析得出图像的L、a、b值与色差。所述颜色提取模组171将所述图像采集装置15采集得到的样品图像分解为R、G、B三个通道的图层，统计各通道中相同像素的个数，得到灰度值直方，所述直方图按0-255灰度值的顺序排列，取一定范围灰度值内计算面积最大的矩形，求得平均灰度值，即R、G、B值，然后将R、G、B值转成X、Y、Z再转换成L、a、b值。参数设置模组173接收所述数据提取模组得到L、a、b值并保存作为标准品参数。色差计算模组，根据所述待检测色差布匹与所述标准品参数，计算得出所述待检测色差布匹的色差。

所述显示装置19，与所述色差分析系统17电连接，接收来自所述步骤色差分析系统17得出的色差并进行显示，并判断得到的色差是否超出所述特定阈值。

请参阅图3，是图1所示色差检测设备的工作流程示意图。所述色差检测设备10对待检测色差的布匹进行检测时，包括如下步骤：

步骤S01，提供标准样品布匹和样品固定装置11，所述样品固定装置11将标准样品布匹进行固定并使其表面保持平整；

步骤S02，提供环境控制装置13，所述环境控制装置13包括遮光箱体131、恒定光源133及风扇135，所述遮光箱体131覆盖所述样品固定装置11形成一遮光封闭环境，所述恒定光源133对所述样品固定装置11上的标准样品布匹进行打光，所述风扇135对所述恒定光源133进行降温；

步骤S03，提供图像采集装置15，对所述样品固定装置11上的标准样品布匹进行拍照，采集得到所述标准样品布匹的图像；

步骤S04，提供色差分析系统17，根据所述图像采集装置15得到的所述标准样品布匹的图像，分析得到所述标准样品布匹的L、a、b值，并保存作为标准品参数，分别为L1、a1、b1；

步骤S05，提供待检测色差的布匹，使用所述样品固定装置11进行固定并使自身表面保持平整；

步骤S06，所述环境控制装置13提供与步骤S02相同的环境；

步骤S07，所述图像采集装置15对所述待检测色差的布匹进行拍照，采集得到所述待检测色差布匹的图像；

步骤S08，所述色差分析系统17根据所述图像采集装置15得到的所述待检测色差布匹的图像，分析得到待检测色差布匹的L、a、b值，分别为L2、a2、b2，并与步骤S04中保存的标准品参数L1、a1、b1进行对比，计算得出色差；

步骤S09，提供显示装置19，输出步骤S08得出的色差并进行显示，超出特定阈值并判断得到的色差是否超出所述特定阈值。

请参阅图4，是图3所示步骤S04的具体流程示意图，当所述色差分析系统17进行色差分析时，具体包括如下步骤：

步骤S41，提供颜色提取模组171，将所述图像采集装置15得到的标准样品布匹图像分解为R、G、B三个通道的图层，并统计各通道中相同像素的个数得到灰度值直方图，直方图按0-255灰度值的顺序排列，取一定范围灰度值内计算面积最大的矩形，求得平均灰度值，即R、G、B值，然后转成X、Y、Z再转换成L、a、b，由此得出所述标准样品布匹的L、a、b值，分别为L1、a1、b1。转换公式为：

(其中，R为红色通道平均灰度值，G为绿色通道平均灰度值，B为蓝色通道平均灰度值；Xn、Yn、Zn均为一个系数，一个固定数值；L为亮度轴数值，a为红绿轴数值，b黄蓝轴数值。本实施例中，Yn为100，Xn为95.047，Zn为108.883。)；

步骤S42，提供参数设置模组173，接收所述颜色提取模组171得到的所述标准样品布匹的L、a、b值L1、a1、b1并保存作为标准品参数。

请结合参阅图5，是图3所示步骤S08的具体流程示意图，当所述色差分析系统17进行色差分析时，具体包括如下步骤：

步骤S81，提供颜色提取模组171，将所述图像采集装置15得到的待检测色差布匹的图像分解为R、G、B三个通道的图层，并统计各通道中相同像素的个数得到灰度值直方图，直方图按0-255灰度值的顺序排列，取一定范围灰度值内计算面积最大的矩形，求得平均灰度值，即R、G、B值，然后转成X、Y、Z再转换成L、a、b，由此得出所述待检测色差布匹的L、a、b值，分别为L2、a2、b2。转换公式为：

(其中，R为红色通道平均灰度值，G为绿色通道平均灰度值，B为蓝色通道平均灰度值；Xn、Yn、Zn均为一个系数，一个固定数值；L为亮度轴数值，a为红绿轴数值，b黄蓝轴数值。本实施例中，Yn为100，Xn为95.047，Zn为108.883。)；

步骤S82，提供色差计算模组175，根据所述标准品参数L1、a1、b1与步骤S82得出的待检测色差布匹的L、a、b值L2、a2、b2，计算得出色差ΔE。计算公式为：

相较于现有技术，本发明提供的色差检测设备10中，通过图像采集装置15对待检测样品进行图像采集，克服了人工目测易受个人视力、情绪、光线影响的引起误判问题，通过环境控制装置13对图像采集环境进行控制，克服了色差检测过程中光源亮度、光源色温、环境色不恒定等客观因素而导致色差判断存在偏差的问题，通过色差分析系统17实现了色差的精确计算。其中，样品固定装置11使待检测样品表面保持平整，可避免形成褶皱影响打光均匀性；遮光箱体131形成一遮光封闭环境，可防止外界光源对色差检测的影响；恒定光源133为LED灯，LED灯可体现布匹颜色的细节，提高色差检测的精确度，且圆形设计的光源使得光的散射较为均匀，从而保证照射在待检测样品上的光线均匀分布；风扇135可对恒定光源133进行降温，以防止所述光源发热导致自身功率降低，从而减少光源亮度损耗；图像采集装置15安装于恒定光源133的安装孔内，且图像采集装置15设为未超过所述恒定光源133的底面，可避免图像采集装置15在待检测色差的布匹表面形成阴影，影响图像采集。

此外，本发明还提供了一种色差检测方法，所述差检测方法通过图像采集装置15对待检测样品进行图像采集，通过环境控制装置13对所述图像采集装置工作环境进行控制，通过色差分析系统17对所述图像采集装置采集的图像进行色差分析。

以上所述仅为本发明的一个实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。