一种基于智能手机的便携式织物颜色测量方法

本发明属于织物颜色测量领域，具体涉及一种基于智能手机的便携式织物颜色测量方法。

背景技术：

1、在纺织领域，颜色是企业管控成品质量的关键指标，直接影响了最终成品的外观和质量。因此，颜色测量成为颜色控制的重要前提。随着市场对纺织品质量要求的提高和生产节奏的加快，高效且便捷的颜色测量成为了用户的核心需求。

2、目前，国内外的织物颜色测量方法主要包括人工目测法、分光光度法和数码测色法。然而，随着织物颜色测量技术的不断发展，传统方法逐渐显露出诸多问题：(1)人工目测法依靠肉眼比较颜色，存在主观性强和效率低下的缺点。(2)分光光度法利用光谱仪器提供精确的颜色测量结果，但限于单点颜色，无法处理多色织物。(3)数码测色法的典型代表是digieye图像测色系统，它提供接近人眼视觉的测色效果，并且能够处理表面不均匀的物品。然而，其价格昂贵且设备体积庞大，一般只适用于实验室环境。因此，有必要探索一种便携高效的新型织物颜色测量系统，以克服传统方法的缺陷。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提出了一种基于智能手机的便携式织物颜色测量方法。该方法包括可折叠的封闭式图像采集装置和颜色测量算法。通过智能手机作为主要颜色信息获取手段，本方法能够高效、精确地测量织物颜色。与传统的测色方法相比，本发明弥补了其存在的诸多缺陷，为企业提供了一种更为便捷、高效、成本效益的测色解决方案，有助于提升生产效率和降低成本支出。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

3、一种基于智能手机的便携式织物颜色测量方法，步骤如下：

4、步骤1，制作一个可拆卸折叠的封闭式图像采集装置，该装置设计为长宽高均为40cm的正方体。选用非反射性的木板或亚克力板作为构造材料，并采用可拆卸搭扣，使得每一面板都可拆卸折叠。装置顶部设计一个直径为5cm的圆形小孔，以适应智能手机摄像头的尺寸。内置光源为可调节色温和光强的环形光源。同时，准备标准色卡和纯色织物样本以供测试和校正使用。

5、步骤2，将色卡放置在图像采集装置中，利用智能手机拍摄色卡的数字图像，从图像中提取出原始rgb响应值标记为(r，g，b)，同时提取图像的原始lab响应值标记为(l1，a1，b1)，将色卡的标准lab值记为(l，a，b)。

6、步骤3，根据色卡的原始rgb响应值和色卡的标准lab值构造测色模型。

7、其中测色模型的具体表达如下：

8、a＝y·vt(v·vt)-1

9、y＝at·v

10、y＝[l a b]

11、v1＝[r g b 1]

12、v2＝[r g b 1rgb]

13、v3＝[r g b 1rg rb gb]

14、v4＝[r g b 1rg rb gb rgb]

15、v5＝[r g b 1rg rb gb r2 g2 b2]

16、v6＝[r g b 1rg rb gb r2 g2 b2 rgb]

17、式中，y为色卡的标准lab值，v为色卡的原始rgb响应值的扩展多项式，a为测色模型的参数。

18、步骤4，将色卡的原始rgb响应值代入六种不同测色模型，输出色卡的lab值为(l2，a2，b2)，并与色卡的标准lab值(l，a，b)计算色差，选出色差最小的几种测色模型。

19、步骤5，采用k-means聚类算法对色卡的原始lab响应值x1＝(l1，a1，b1)进行分类，k-means聚类算法的算法流程为：

20、5.1.随机选取k个聚类质心点，即存在k个簇：μ1,μ2,...μj∈rn，其中j∈[1,k]

21、5.2.重复以下过程直到收敛：

22、5.2.1对于每一个色卡原始lab响应值x1，需要计算与每个质心μj的距离，x1则属于与其距离最近质心μj的簇c(j)：c(j)＝argminj||xm-μj||2,j∈[1,k]

23、5.2.2对于每一类c(j)，重新计算该簇质心的值：

24、

25、通过计算确定了各个颜色类别的聚类质心μj＝(lj,aj,bj),j∈[1,k]。

26、步骤6，对各个类别深入分析，比较不同测色模型测色前后的色差，遵循色差最小化原则得出每个聚类最适合的测色模型，并进行分类测量。

27、步骤7，将纯色样布放置在图像采集装置中，利用智能手机拍摄纯色样布的数字图像，并从中提取出图像的原始lab响应值标记为(l3，a3，b3)和原始rgb响应值标记为(r1，g1，b1)。

28、步骤8，计算每个原始lab响应值与聚类质心的欧式距离，确定其所属的最近聚类中心，并根据所属聚类选择对应的测色模型，对织物图像的rgb值进行校正，输出校正后的lab值，实现织物样本的颜色测量。

29、本发明的有益效果：

30、本发明针对当前传统颜色测量方法存在的局限性，提出了一种基于智能手机的便携式织物颜色测量方法。通过设计便携、成本低的图像采集系统和分类进行颜色校正的方法，实现纯色、多色、不同尺寸织物颜色的准确、快速测量。

技术特征：

1.一种基于智能手机的便携式织物颜色测量方法，其特征在于，步骤如下:

2.如权利要求1所述的一种基于智能手机的便携式织物颜色测量方法，其特征在于步骤1中，所述的图像采集装置为长宽高均为40cm的正方体；顶部设计一个5cm的圆形小孔；内置光源为可调节色温和光强的环形光源。

3.如权利要求1或2所述的一种基于智能手机的便携式织物颜色测量方法，其特征在于，步骤5中，所述的k-means聚类算法的算法流程为：

4.如权利要求1或2所述的一种基于智能手机的便携式织物颜色测量方法，其特征在于，步骤4中，所述的六种不同测色模型选出其中最优的3种模型，将标准的色卡的真实lab颜色值分为3类，输出聚类图，并得出每一类所适用的最优回归模型。

5.如权利要求3所述的一种基于智能手机的便携式织物颜色测量方法，其特征在于，步骤4中，所述的六种不同测色模型选出其中最优的3种模型，将标准的色卡的真实lab颜色值分为3类，输出聚类图，并得出每一类所适用的最优回归模型。

6.如权利要求1或2或5所述的一种基于智能手机的便携式织物颜色测量方法，其特征在于步骤1中，所述的图像采集装置构造材料为非反射性的木板或者亚克力板，并采用可拆卸搭扣，使得每一面都可拆卸折叠。

7.如权利要求3所述的一种基于智能手机的便携式织物颜色测量方法，其特征在于步骤1中，所述的图像采集装置构造材料为非反射性的木板或者亚克力板，并采用可拆卸搭扣，使得每一面都可拆卸折叠。

8.如权利要求4所述的一种基于智能手机的便携式织物颜色测量方法，其特征在于步骤1中，所述的图像采集装置构造材料为非反射性的木板或者亚克力板，并采用可拆卸搭扣，使得每一面都可拆卸折叠。

技术总结本发明涉及织物颜色测量技术领域，具体为一种基于智能手机的便携式织物颜色测量方法。本发明包括一个便携式图像采集装置，用于在多种环境条件下采集织物图像。通过图像处理技术和算法设计，本发明能够实现对织物颜色的精确测量。本发明采用结合多项式回归模型和K‑Means聚类算法的颜色测量算法，能够快速且准确地测量单色或多色织物的颜色。本发明适用于传统测色仪器难以应用的场景，如线下交易等，为纺织品的颜色评估与交易提供技术支持。技术研发人员：潘如如,向军,庄冰冰,王蕾,张卜文受保护的技术使用者：江南大学技术研发日：技术公布日：2024/9/9