[發(fā)明專利]一種適用于紡織品高光譜圖像采集及數(shù)碼測色的光照系統(tǒng)和使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510627076.1
• 申請日: 2015-09-28
• 公開（公告）號: CN105181135B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 祝成炎;金肖克;張紅霞;孔春鳳;王泉
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江理工大學(xué)
• 主分類號: G01J3/10
• 分類號: G01J3/10;G01N21/84;G01J3/28;G01J3/46
• 代理公司: 北京京萬通知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11440
• 代理人: 鐘樺

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種適用于高光譜圖像采集及數(shù)碼測色的光照系統(tǒng)和使用方法，屬于光譜測試技術(shù)領(lǐng)域和測色領(lǐng)域。

背景技術(shù)

高光譜成像技術(shù)（hyperspectral imaging technique）是20世紀80年代發(fā)展起來的新技術(shù)，它涉及光學(xué)、電子學(xué)、化學(xué)計量學(xué)和計算機科學(xué)等多個學(xué)科領(lǐng)域，結(jié)合了傳統(tǒng)的成像技術(shù)和光譜信息采集，實現(xiàn)了光譜信息和圖像信息的融合，它最早應(yīng)用于遙感領(lǐng)域，后被引入到醫(yī)藥學(xué)和農(nóng)業(yè)檢測，近年來在紡織領(lǐng)域內(nèi)也有應(yīng)用。數(shù)碼測色法是在儀器測色領(lǐng)域里面一種新的方法，也得到了日益廣泛的應(yīng)用，即在穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)光源下，采用標(biāo)準(zhǔn)色卡配合特定的相機參數(shù)（如光圈大小、曝光速度及感光度等）生成該條件下的顏色校正文件，再以此固定的相機參數(shù)在相同的標(biāo)準(zhǔn)光源下，測定樣品的RGB值，測量系統(tǒng)經(jīng)過顏色校正后可得到樣品的標(biāo)準(zhǔn)色度數(shù)據(jù)。

就高光譜成像技術(shù)而言，其最為關(guān)鍵的步驟是高光譜圖像的采集，而對高光譜圖像影響最大的因素便是外界光照條件。若光源發(fā)射光譜無法盡量包含全波段光譜，則會造成高光譜圖像光譜信息的缺失；若照射在試樣上的大部分光不是漫反射光，則會導(dǎo)致試樣鏡面反射嚴重，光譜信息失真；而目前對實驗室試樣高光譜圖像采集的光照條件并沒有標(biāo)準(zhǔn)，從而引起高光譜圖像的一致性及可重復(fù)性較差；而上述問題均會導(dǎo)致試樣的部分化學(xué)物理信息缺失，或?qū)е缕錅?zhǔn)確性不佳，對后續(xù)處理分析帶來影響。而數(shù)碼測色法所采集圖像同樣存在同高光譜圖像相同的問題，在相機采集測色圖像的時候需要去除試樣紋理以及陰影對其顏色的影響，所以需要保證照射在試樣的光線為漫反射光。

目前積分球裝置面向的對象大多數(shù)為自發(fā)光的光源，并沒有專門面向柔性片狀的紡織品的專用積分球，乃至標(biāo)準(zhǔn)化的高光譜圖像及測色圖像的光照系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供了一種適用于紡織品的高光譜圖像及測色圖像采集的光照系統(tǒng)和使用方法，本發(fā)明用以解決目前技術(shù)對紡織品（柔性片狀材料）高光譜圖像及測色圖像采集過程中光照不均、鏡面反射嚴重、一致性差等存在的問題。

一種適用于紡織品高光譜圖像采集及數(shù)碼測色的光照系統(tǒng)，包括積分球，所述的積分球內(nèi)壁面上涂覆有高反射率、光譜反射波長覆蓋范圍光、朗伯特性良好的漫反射涂料；所述的積分球頂部對稱開設(shè)有2個帶內(nèi)螺紋的光源安裝孔，所述的帶內(nèi)螺紋的光源安裝孔之間的積分球上還開設(shè)有用于放置高光譜成像光譜儀鏡頭或相機鏡頭的圓形開口；所述的圓形開口的兩內(nèi)側(cè)面上分別安裝有擋板，且所述的擋板延伸至積分球內(nèi)帶內(nèi)螺紋的光源安裝孔的下方；所述的積分球內(nèi)還安裝有試樣抽屜；所述的帶內(nèi)螺紋的光源安裝孔上安裝有光源。

所述的積分球為直徑60cm積分球，所述的積分球正上方開設(shè)有為8cm的用于放置高光譜成像光譜儀鏡頭或相機鏡頭的圓形開口；且所述的圓形開口的左側(cè)、右側(cè)分別開設(shè)有1個直徑為6cm的對稱的帶內(nèi)螺紋的光源安裝孔。

所述的積分球內(nèi)壁面上涂覆的漫反射涂料采用氧化鎂涂料（MaO）、硫酸鋇涂料（BaSO4）、聚四氟乙烯涂料中的一種。

所述的漫反射涂料優(yōu)選采用聚四氟乙烯涂料。

所述的光源為鹵素?zé)艋虬谉霟簟Ｆ涔庠垂庾V需盡可能包含較寬廣波長范圍，并且較為均勻，同時可以快速便捷地更換上述燈具，實現(xiàn)不同色溫光源的替換，如D65（6500K）、D50(5000K)、U30(3000K)。

所述的擋板位于積分球兩側(cè)光源下方，且所述擋板上涂覆有高反射率、光譜反射波長覆蓋范圍光、朗伯特性良好的漫反射涂料。擋板用于阻擋光源發(fā)出的光線直接照射在試樣抽屜范圍內(nèi)。

所述的擋板上的漫反射涂料采用氧化鎂涂料（MaO）、硫酸鋇涂料（BaSO4）、聚四氟乙烯涂料中的一種。

所述的擋板上的漫反射涂料優(yōu)選采用聚四氟乙烯涂料。

所述的積分球上靠近底部位置開設(shè)有試樣抽屜安裝孔，且所述的試樣抽屜通過軌道安裝在積分球球內(nèi)，所述的試樣抽屜底板為尺寸30×30cm的正方型底板；所述的試樣抽屜的側(cè)面安裝有把手，且所述的安裝有把手的側(cè)面與積分球外壁面齊平。

一種適用于紡織品高光譜圖像采集及數(shù)碼測色的光照系統(tǒng)的使用方法，包括如下步驟：1）首先選擇合適的光源、以及高光譜成像光譜儀或照相機，并將高光譜成像光譜儀或照相機的鏡頭放置在積分球上方的用于放置高光譜成像光譜儀鏡頭或相機鏡頭的圓形開口內(nèi)；然后將光源開啟預(yù)熱；待其光照穩(wěn)定后再開始測試；