[發明專利]混色材料任意點上各色材料累計厚度及質量占比測試方法

有效

• 申請號: 201710877561.3
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN107796315B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 王府梅;陳麗君;趙林;吳美琴
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06;G01G19/64
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;柏子雵

本發明基于混色材料的彩色透光圖像建立其中任意點或任意區域各單色材料的累計厚度和質量占比的計算方法，并設計系列實驗證明該算法在常見透明高分子材料上的適用性。本發明首次有效解決了混色材料中各顏色材料的質量占比及混合均勻度的分析計算難題。

技術領域

本發明涉及一種測試分析平面狀混色材料中各色材料厚度及質量占比的方 法，特別是涉及基于混色材料透光圖像來分析其任一點上各色材料混比的方法。

背景技術

混色材料中各單色材料的厚度或面密度分布是表征混色材料結構和質量(或 者厚度)均勻特性等的重要變量，也是研究混色材料中任一點各顏色材料厚度及 所占比例的重要依據。基于單向吸收作用的朗伯定律被廣泛應用于透光材料厚度 的測量。例如，紫外分光光度計就是利用了朗伯定律的原理，依據介質對光的吸 收程度來計算透明介質的厚度；同時它也是吸光光度法、比色分析法和光電比色 法的定量基礎。

所有介質都會對可見光和不可見光中的某些波長的光線進行吸收。同一介質 對不同波長的光線表現出不同的吸收能力，叫做選擇吸收。另一方面，不同介質 對同一單色光的吸收能力也不同。目前，利用彩色透光圖像信息，分析材料內部 構成及其變化等情況的研究正在興起。實例一是，讓單色光透過雞蛋的蛋清與蛋 黃獲得的彩色透光圖像對其進行實時新鮮度檢測與分級工作，就是提取透光圖像 RGB色空間的G分量進行自適應灰度調整、自定義模板的線性空間濾波，利用 形態學方法和閾值分割法提取蛋黃圖像，提取透光圖像中與新鮮度有關的氣室大 小、蛋黃大小和橢圓度三種特征，分別建立了三種因素值與雞蛋新鮮度的單因素 線性回歸模型。實例二是，生物醫學中，基于顏色傳感器的血液凈化設備漏血檢 測的研究，基于漏血造成透析液中光線透過率的變化進行檢測，將測得的RGB信號轉換為HSL信號，亮度作為漏血判斷的依據，飽和度、色度信號作為防止 誤判的參考，可以克服簡單漏血檢測器不能辨別顏色的缺點，對于非漏血因素引 起的回路透光率變化有防止誤判能力。實例三是，利用遙感技術監控獲取玉米病 害病斑透光圖像提取信息，濾波后，不同病斑的圖像像素值和RGB色彩分解有 明顯的差異，基于玉米葉斑病害圖像來進行自動分類識別。實例四是，應用于透 射圖像顏色特征在煙葉內在質量的識別，獲取煙葉的反射和透射圖像，采用計算 機視覺技術提取各自的色度，并綜合應用反射和透射圖像的色度判別煙葉內在質 量的特征表征問題。

但是，現有研究都沒有能解決混色材料中各顏色材料的厚度及質量占比的分 析計算難題。

紡織纖維屬于透光材料，有很多不同顏色纖維的混合材料需要知道其混合均 勻度等情況，例如混色紗線的均勻度問題、色織物的織疵問題等。

目前，發明人團隊已推導出由透光信號計算白色層狀纖維集合體面密度的算 法，進而可以計算須叢線密度曲線和纖維長度分布。但是，染色毛條是毛紡廠的 常見半成品，而混色毛條中各單色毛的長度分布缺乏有效的檢測方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：得到平面狀混色材料中任一點各色材料的厚度 及占比。

為了解決上述技術問題，本發明將朗伯定律應用于紅、綠、藍(R、G、B) 三維色空間，基于材料的彩色透光圖像建立計算方法，并設計系列實驗證明該算 法在常見高分子材料上的適用性，具體技術方案是提供了一種混色材料任意點上 各色材料累計厚度及質量占比的測試分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、測試獲得混合前各單色材料的光學厚度與透光強度的關系。設第i種 單色材料分別在紅、綠、藍三種單色光照射下的透光強度為R_i、G_i、B_i，i＝1，2 或者i＝1，2，3，若第i種材料對入射光的散射比較弱，則第i種單色材料分別在紅、 綠、藍三種單色光照射下的光學厚度H_iR、H_iG、H_iB的計算公式為：

紅光照射下有：H_iR＝In(R₀/R_i)