快速光谱颜色测量方法

技术领域

本发明与一种对数字图像的渲染副本进行光谱颜色测量、尤其是在渲染所述副本时进行光谱颜色测量的方法相关。

背景技术

颜色分光光度计是捕获和评估可见光谱中颜色的设备。它们在与诸如品牌所有者和设计师之类的颜色相关的交流中有用，并且在贯穿生产监控颜色准确性中有用。

由所述颜色分光光度计进行的颜色测量是所述可见光谱内的光谱反射率曲线，其在380 nm蓝紫色到780 nm（红色）的范围附近。在某个测量周期内，一种颜色测量通过接口报告给软件。所述分光光度计通常包括一个或多个传感器，用于测量多个光谱范围中的颜色。因此，不是可见光谱中的颜色的所有光谱反射率因子都被测量，光谱反射率曲线的报告通常在20 nm或10 nm的间隔内。因此，所述光谱反射率曲线是一个查找表，其中光谱范围作为输入，并且光谱反射率因子作为输出。

所述颜色分光光度计在图形领域中使用，同时在印刷设备上渲染数字图像，也称为即时光谱颜色测量，其中渲染副本的测量和/或对所述测量的分析被报告给渲染设备的操作者，以用于保证颜色一致性，并用于确保所述渲染副本满足ISO、G7或客户特定的标准。所述保证通过降低油墨和纸张消耗来增加生产率，显著减少准备时间，并改进在预压机操作者、质量管理和印刷采购之间的交流。

发明内容

如今，印刷设备的渲染速度变得更快，因此在报告测量的光谱反射率曲线时，存在对于在不损失质量的情况下加快颜色分光光度计的测量周期的需要。为了确保颜色的一致性，还需要对渲染的数字图像进行更多的测量，以便进行更好的分析；其中需要更快的测量周期。

这些问题通过权利要求1的颜色测量方法来解决，其中所述方法通过颜色测量设备来测量数字图像的渲染副本的颜色；并且其中所述颜色测量设备包括用于测量多个光谱范围（

其中所述颜色用所述多个光谱范围（

其中所述子集（

-选择所述数字图像的色域边界的颜色；和

-确定所述多个光谱范围（

-将具有最小和最大光谱反射率因子的光谱范围（

所述颜色测量设备例如是颜色分光光度计，优选地是内联颜色测量设备，用于在渲染所述数字图像的同时测量数字图像的渲染副本的颜色。

通过仅使用所述多个光谱范围（

归因于本发明的高吞吐量颜色测量方法，通过缩短测量周期，颜色测量设备能够跟随所述数字图像的渲染副本的速度。

在本发明中，光谱范围（

其中b在本发明中为10；

优选地，选择多于一种颜色，并且通过所述确定步骤和所述添加步骤为所述选择的颜色中的每个确定子集。如果子集仍然太大，例如为了跟随渲染速度，则可以扩大b值，因此降低所述子集中的光谱范围的数量。在本发明中，b优选为20，并且更优选为30。还可以选择所述数字图像本身的颜色，因为它是所述数字图像的色域边界的部分。

本发明确保所述光谱反射率曲线报告中的冗余或不太重要的信息不被用于渲染设备中颜色一致性的进一步分析。

以下三个优选实施例与所述色域边界内的所述颜色的选择相关，其中当报告测量的光谱反射率曲线时，可以在不损失质量的情况下限制子集。通过所述特定选择，先前公式的b值也可以被放大，因此子集将被限制得甚至更多。

在第一优选实施例中，所述选择的颜色由以下各项确定：

a）确定所述数字图像在N维设备独立颜色系统（ND-DICS，N>1）中的图像色域；其中所述图像色域包括所述数字图像的颜色值；和

b）确定所述图像色域的骨架，其中所述骨架包括多个点，所述多个点由以下各项确定：

b1）为所述N维设备独立颜色系统中的颜色值选择亮度范围；和

b2）确定所述图像色域的子图像色域；其中所述子图像色域对应于所述亮度范围，并且包括具有在所述对应亮度范围中的亮度的颜色值；和

-将所述子图像色域中的颜色值确定为所述骨架的一个点；并且

其中所述选择颜色具有颜色值，其中在所述颜色值和所述骨架之间的最小色差小于3

在本发明中，所述步骤b1和b2还可以：

-在所述N维设备独立颜色系统中沿着确定的轴选择范围；和

-确定所述图像色域的子图像色域；其中所述子图像色域包括其朝向所述确定的轴的投影属于所述范围的颜色值。轴由此是在所述ND-DICS中确定的直线，其可以是所述ND-DICS坐标系的轴。所述轴优选地被确定为直线，该直线基本上限定了所述图像色域（200）的对称线，或者基本上沿着所述图像色域平行地定向。

在第二优选实施例中，所述选择的颜色由以下各项确定

a）确定所述数字图像在N维设备独立颜色系统（N>1）中的图像色域；其中所述图像色域包括所述数字图像的颜色值；和

b）将所述图像色域细化为骨架；并且

其中所述选择的颜色具有颜色值，其中在所述颜色值和所述骨架之间的最小色差小于3

在第三优选实施例中，所述选择的颜色由以下各项确定：

a）确定所述数字图像在N维设备独立颜色系统（N>1）中的图像色域；其中所述图像色域包括所述数字图像的颜色值；和

b）通过K-均值聚类将所述图像色域中的颜色值聚类成K个聚类；

c）选择所述K-聚类中的一聚类；

并且其中所述选择的颜色具有颜色值，其中在所述颜色值和所述选择的聚类的质心之间的色差小于3

本发明也是颜色测量设备，其包括用于测量多个光谱范围（

本发明在测量诸如木图案之类的只用少数颜色的（oligochromtic）图案的颜色时是有用的，尤其是在制造用于对包括这样的只用少数颜色的图案的装饰面板的颜色接受度进行颜色控制的装饰面板中是有用的。

本发明对于通过所述颜色测量设备扫描数字图像的渲染副本以取得颜色光谱扫描是有用的，并且优选地是其一部分，颜色光谱扫描是表示所述渲染副本的数字图像。所述颜色光谱扫描包括多个像素，该多个像素具有由所述子集（

附图说明

从1至6的附图是本发明的图示；在CIEXYZ（950）中定义为ND-DICS（N维独立颜色系统），其具有轴X（900）；轴Y（901）和轴Z（902）。所述ND-DICS中的Y坐标是颜色值的亮度值。

图1图示了只用少数颜色的图案的图像色域（201）；包括多个颜色值（215），所述多个颜色值（215）被图示为开圆。

图2示出了亮度范围（400），其被图示为两个平行平面，被选择用于图1的只用少数颜色的图案。

图3示出了被确定的在图2的所述两个平行平面（不可见）之间的子图像色域（250），并且图3还示出了在所述子图像色域（250）中确定颜色值；并且其在这里是平衡点（300），其被图示为实心的黑色圆圈。

图4示出了在与图1；图2；和图3相同的只用少数颜色的图案的图像色域（201）中选择5个亮度范围并在所确定的5个子图像色域中确定5个平衡点（300）的结果。

图5示出了具有多个骨架点（305）的所述图像色域（200）的骨架（500）；其中所述骨架点是图4的平衡点。

图6示出了如在先前各图中的另一只用少数颜色的图案的图像色域（200）的骨架（500）。骨架（500）是根据本发明确定的，并且由此示出了在其骨架点（305）中包括交叉点的骨架（500）。

图7示出了现有技术如何用定位在渲染设备内的分光光度计（3000）测量渲染的副本。

图8示出了本发明的优选实施例，其中渲染的副本用定位在渲染设备内的分光光度计（3000）测量。

数字图像包括多个像素，其中所述像素具有颜色值。所述数字图像的图像色域是所述颜色值的集合。它可以具有边界，该边界是其中所述颜色值所属的体积。子图像色域是所述图像色域的一部分，其可以具有边界。图像色域是ND-DICS中颜色值的特定集合。边界是ND-DICS的特定区域。

ND是“

存在若干类型的颜色分光光度计。选择取决于应用、所期望的功能和便携性。颜色分光光度计有从便携式设备到大型台式仪器的各尺寸范围。它们包括用于测量多个光谱范围（

颜色测量设备与用于收集颜色测量的数据处理装置的连接可以通过经由诸如LAN（=局域网）的网络的链接来执行。颜色测量可以存储在由所述数据处理装置可访问的存储器中：

本发明使分光光度计适配，以仅用其多个光谱范围（

所述选择的颜色的光谱反射率因子（v

为了测量颜色，在测量时在所述颜色上使用光源。在优选实施例中，颜色测量设备包括一个或多个光源，用于通过多个照亮条件来照亮颜色，并且其中在所述多个照亮条件下测量颜色，用于报告具有所述照亮条件的光谱反射率曲线。在所述照亮条件下的所述报告对于关于所述颜色测量的同色异谱（metamerism）分析是有用的。通过本发明中缩短的测量周期，所述额外的颜色测量在当前最先进的测量周期的时间内成为可能。

本发明的颜色测量设备可以包括在用于扫描部分或全部数字图像的帧扫描相机中，或者可以包括在用于逐行扫描的行扫描相机中。

对于行扫描技术，需要高速图像捕获，尤其是在连续的网络应用中。利用高吞吐量光谱颜色测量的本发明，一个优点是所述方法由所述线扫描相机执行，无论是否具有光学器件，都用于在由所述确定的光谱范围子集定义的ND-DICS中捕获数字图像的渲染副本。捕获的渲染副本称为扫描；其可以与所述数字图像的其他渲染副本的先前扫描进行比较。

本发明中的数字图像优选地是一种只用少数颜色的图案；其是具有几种（=少数，

在本发明中，这样的只用少数颜色的图案优选为

发现当使这样的只用少数颜色的图案的图像色域骨架化时，选择在所述骨架附近或在所述骨架上的点对于优化子集是有利的。

所述只用少数颜色的图案优选地用于在基板上进行渲染，更优选地用于形成装饰层，其中所述图案被渲染在诸如装饰纸的基板上。所述装饰层可以不止用于制造主要用作装饰地板、装饰墙的装饰面板。所述装饰层包括热固性树脂浸渍的装饰纸，其不止在热压机中与一个或多个芯层组装以形成装饰面板。芯层优选为基本上由木纤维组成的板材，但是也可以使用合成芯层。装饰纸优选为根据葛尔莱法（Gurley’s method）（DIN 53120）具有8与20秒之间多孔性的纸。美国6709764（ARJO WIGGINS）也公开了具有高多孔性的合适的纸张及其制造方法。由于所述多孔性，利用本发明的骨架的颜色映射已经发现，在颜色映射之后，它具有高准确度而不存在色调跳跃或颜色跳跃。

本发明优选地是所述装饰面板制造的一部分，用于装饰层和/或装饰面板的颜色控制或者用于装饰面板的颜色接受度计算。

骨架是ND-空间中ND-对象的缩窄版本。在本发明中，所述ND-对象是数字图像的图像色域。所述ND-空间中的骨架包括ND-点，优选地，形成具有链接或连接的ND-点的一个或多个引线的3D-点。骨架在所述链接的ND-点之间优选地形成一个路径或具有侧路径集的路径。所述ND-点中的两个通过子路径链接或连接在一起。路径是最小一个这样的子路径的序列。如果数字图像是只用少数颜色的图案，则骨架具有最大8个侧路径。如果它是木图案，则发现骨架具有最大2个侧路径，但大多数没有侧路径。

子路径可以是直线，但也可以是定义为在ND-点之间的ND-函数的曲线，诸如多边形、贝塞尔曲线或参数方程。形成所述骨架的链接或连接的子路径不必由相同的ND-函数定义。ND-点优选地被定义为如在笛卡尔坐标系中使用的具有N个坐标值的点。也可以使用极坐标系。骨架可以是所述ND-对象的中间轴。

在使用骨架的优选实施例中；所述骨架具有端点；并且所述选择的颜色具有颜色值，其中在所述颜色值和所述骨架的所述端点之间的最小色差小于3

在使用骨架的另一个优选实施例中；所述骨架具有交叉点；并且

其中所述选择的颜色具有颜色值，其中在所述颜色值和所述骨架的所述交叉点之间的最小色差小于3

在使用骨架的另一个优选实施例中；所述骨架具有拐点；并且

其中所述选择的颜色具有颜色值，其中在所述颜色值和所述骨架的所述拐点之间的最小色差小于3

当报告测量的光谱反射率曲线时，在所述端点或交叉点或拐点附近使用所述选择的颜色在不损失质量的情况下确定了良好的子集，但是导致了具有短测量周期的快速报告。

在优选实施例中，本发明的所述选择的颜色由以下各项确定：

a）确定所述数字图像在N维设备独立颜色系统（ND-DICS，N>1）中的图像色域；其中所述图像色域包括所述数字图像的颜色值；和

b）确定所述图像色域的骨架，其中所述骨架包括多个点，所述多个点由以下各项确定：

-为所述N维设备独立颜色系统中的颜色值选择亮度范围；和

-确定所述图像色域的子图像色域；其中所述子图像色域对应于所述亮度范围，并且包括具有在所述对应亮度范围中的亮度的颜色值；和

-将所述子图像色域中的颜色值确定为所述骨架的一个点；并且

其中所述选择颜色具有颜色值，其中在所述颜色值和所述骨架之间的最小色差小于3

所述确定的颜色值优选为所述子图像色域的平衡点，并且更优选为所述子图像色域的质心。

在另一个优选实施例中，所述选择的颜色由以下各项确定

a）确定所述数字图像在N维设备独立颜色系统（N>1）中的图像色域；其中所述图像色域包括所述数字图像的颜色值；和

b）将所述图像色域细化为骨架；并且

其中所述选择的颜色具有颜色值，其中在所述颜色值和所述骨架之间的最小色差小于3

所述数字图案的图像色域可以被细化为连接的N维点，也称为ND-点。细化算法是公知的。它们中的一些在Theo Pavlidis的“Algorithms for Graphics and ImageProcessing”（ISBN 0-914864-65-X，由计算机科学出版社出版，1982年）的第9章中公开。

ND-点集合的平衡点

ND-点集合的平衡点是基于所述ND-点集合满足预定条件的点。例如，平衡点可以是所述ND-点集合的质心；它可以是所述ND-点集合的平均，或者它可以是所述ND-点集合的加权平均。

由此，作为示例，用于确定w个3D-点的集合（

所述ND-点集合在ND-空间中形成边界。所述边界的；它是ND-对象；可以确定质心（作为预定条件）；其可以不止是所述ND-点集合的平衡点。在数学中，对边界或ND-点集合的质心的确定是公知的。质心有时被称为几何中心。

亮度因子——对发光强度的光度度量。它描述了从特定区域穿过、发射或反射的光量。

在本发明中，亮度范围由最小亮度因子和最大亮度因子组成；其中最小亮度因子和最大亮度因子可以彼此相等。

在优选实施例中，选择多个亮度范围，所述亮度范围彼此相继，优选地等距相继，以具有图像色域（200）的准确骨架（500）。

本领域技术人员公知对ND-DICS中颜色值的亮度因子的确定。对于CIELAB作为ND-DICS，L

在ND-DICS中的颜色值中，色度（色彩度）、色调和饱和度也可以通过转换模型和/或数学函数来计算。

渲染设备由此是用于再现数字图像和/或文本的设备，诸如显示器或喷墨印刷机。仅举几例，用于再现图像的渲染设备的示例是CRT的、LCD的、等离子显示面板（PDP）、电致发光显示器（ELD）、碳纳米管、量子点显示器、激光TV、电子纸、E墨水、投影显示器、常规摄影术、电子摄影术、点阵印刷机、热转印印刷机、染料升华印刷机和喷墨系统。

渲染设备具有诸如RGB（红色、绿色、蓝色）或CMYK（青色、品红色、黄色、黑色）的特定的着色剂色域，其确定可以用于在所述渲染设备上再现图像的着色剂。对于再现木图案发现的是，渲染设备优选为CRYK（青色、红色、黄色和黑色）或CRY（青色、红色和黄色），因为所述着色剂色域生成对于渲染木图案足够宽的颜色空间。

所述渲染设备能够渲染在ND-DICS中定义的多个颜色值。所述颜色值被收集在所述渲染设备的输出设备色域中。所述输出设备色域可以具有边界，该边界是其中所述颜色值所属的体积。所述输出设备色域越大，可以再现的颜色就越多。

在优选实施例中，所述渲染设备是单程喷墨印刷设备，其优选以高于70米每分钟的速度渲染。本发明是所述印刷设备的优点，因为它使能在渲染的同时进行高吞吐量的颜色测量。

示例

图7示出了示例，其中分光光度计（3000）在如本领域技术人员已知的用于测量渲染副本的渲染设备中使用。包括两个颜色通道（1201，1202）的数字图像（1200）在包括两个喷墨头（1301，1302）的渲染设备上渲染，其中第一颜色通道（1201）经由控制器（1300）传输到所述第一喷墨头（1302），并且所述第二颜色通道（1202）经由所述控制器（1300）传输到所述第二喷墨印刷头。液滴通过所述传输形成第一和第二油墨层（1102），同时通过（1000）在所述喷墨印刷头（1301，1302）下方的基板（1100）。

由所述分光光度计（3000）测量渲染的副本，所述分光光度计（3000）具有光源（3100）和用于测量颜色的传感器（3150）。所述分光光度计（3000）报告所述测量的光谱反射率曲线（3305）。所述光谱反射率曲线（3305）包括可见光谱中的十三个光谱反射率因子。

图8示出了本发明的示例，其中图7的所述分光光度计通过具有另一个控制器（3300）来适配。所述另一个控制器（3300）还接收所述数字图像（1200），用于分析所述数字图像以选择光谱范围的子集。所述适配的分光光度计（3000）根据所述选择的子集报告测量的光谱反射率曲线（3300），其中所述光谱反射率曲线（3305）包括基于所述数字图像（1200）的分析的可见光谱中的六个光谱反射率因子。在本发明的优选实施例中详细解释了所述数字图像的所述分析。

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