專利名稱：配色方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將參考色配方(reference color formulation )配 色至確定的色調(diào)(color shade)標(biāo)準(zhǔn)的方法。這一方法已經(jīng)應(yīng)用于上色 和特殊效果賦予表面涂層領(lǐng)域中。它可以用于顏色實(shí)驗(yàn)室，特別用于匹 配未知涂料(pigmentation )的色調(diào)，以及在油漆生產(chǎn)中將油漆批料匹配 至確定的色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)。
背景技術(shù)：
未知涂料的色調(diào)的匹配是油漆公司的所有色彩領(lǐng)域中的中心問(wèn)題。 如果必須匹配顏色標(biāo)準(zhǔn)和需要調(diào)色(tinting),通常需要調(diào)色步驟的數(shù) 目對(duì)于該方法的經(jīng)濟(jì)效率是決定性的標(biāo)準(zhǔn)。如果沒(méi)有適合的測(cè)量和分析 技術(shù)，制定色調(diào)所需的調(diào)色步驟的數(shù)目是與各自的配色技師的經(jīng)驗(yàn)必然 密切相關(guān)的。如果沒(méi)有良好的技術(shù)人員則通常由于調(diào)色方法導(dǎo)致顯著增 加的費(fèi)用。在匹配未知涂料的色調(diào)時(shí)，現(xiàn)在開(kāi)發(fā)出完全可能的計(jì)量支持。以期 進(jìn)一步在儀器上支持未知涂料匹色的的加工方法(elaboration process), 已經(jīng)開(kāi)發(fā)出多種方法，并且這些方法從理論的角度來(lái)看是可行的。各種 方法在實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)表明，所有這些方法都是近似的性質(zhì)。在特定的樹(shù)脂體系中加工色調(diào)的第 一步，是在反射光譜和適當(dāng)?shù)妮?射傳輸模式的基礎(chǔ)上的配方計(jì)算，以描述光線通過(guò)顆粒介質(zhì)的擴(kuò)散。僅 對(duì)于效果色調(diào)，通常提前進(jìn)行顯微圖像分析的額外步驟，以確定效果調(diào) 節(jié)組分。通過(guò)配方計(jì)算得出的噴涂配方(sprayed-out formula)會(huì)明顯偏 離了令人滿意的匹配，有以下幾個(gè)原因(i)當(dāng)處理光學(xué)材料參數(shù)和各 自的顏料體積濃度之間的非線性時(shí)，理論的輻射傳輸模式的限制，(ii) 由于顏料的體積比，顏料之間的相互作用導(dǎo)致更大的顏料團(tuán)聚，(iii)題，(iv)與校準(zhǔn)窗口相比，包埋介質(zhì)(embedding medium )物理結(jié)構(gòu) 的偏差，(v)作為不正確稱重的量的工藝誤差、錯(cuò)誤的溫度、不適合 的生產(chǎn)或應(yīng)用條件。色差越大，或當(dāng)需要配方的所有著色劑的復(fù)雜的調(diào)整時(shí)，目視估測(cè)校正越來(lái)越難。如果剩余色差(remaining color differences)是不可接受 的，所確定的配方在以后的步驟中必須修正直到它達(dá)到給定的接受目 標(biāo)。通過(guò)在顏色實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)中引入電腦輔助顏色配方計(jì)算以支持調(diào)色 工藝，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了多種方法以在計(jì)量上加速調(diào)色方法和盡可能地不依賴 配色師的經(jīng)驗(yàn)。所有這些方法都使用特殊的配方計(jì)算算法，該算法是基 于Schuster-Kubelka-Munk的2-通量才莫型(P. Kubelka and F. Munk, "Ein Beitrag zur Optik der Farbanstriche" , T. Tech. Phys. 12, p. 593, 1931 ) 以各向同性地反射表面涂層，或基于多通量模型以各向異性地反射特殊 效果顏色(P. S. Mudgett and L. W. Richards, "Multiple scattering calculations for technology" , Appl. Opt. 10, p. 1485, 1971 )。在文獻(xiàn) 中討論了各種方法的校正系數(shù)方法和導(dǎo)出變量，它們都具有近似的性 質(zhì)，因?yàn)閷?duì)于精確的物理/數(shù)學(xué)公式，不足的信息是可行的。為實(shí)現(xiàn)精確 的理論方法的支出通常太高，并與利益沒(méi)有聯(lián)系。在由噴涂配方的配制 的和計(jì)算濃度之間的比較而來(lái)的校正系數(shù)方法中，產(chǎn)生了校正系數(shù)，其 近似地允許適用于色調(diào)加工的材料和用于產(chǎn)生光學(xué)材料參數(shù)的材料之 間的著色強(qiáng)度差異的表征。通過(guò)此校正系數(shù)方法，其后所有新計(jì)算配方 都進(jìn)行了修正。然而，如果在校正中， 一個(gè)或多個(gè)配方組分接近零，則 這種方法變得數(shù)值不穩(wěn)定。另外，除實(shí)際配方組分外，沒(méi)有附加的調(diào)色組分可以確定。 因此，本發(fā)明的目的是避免用于配方校正的常規(guī)方法的限制和提高 調(diào)色方法(shading process)的效率。此外，本發(fā)明目的是提供用于將 參考色配方匹配至確定的色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的方法，此方法減少了特別是在顏色 實(shí)驗(yàn)室的顏色開(kāi)發(fā)和在油漆生產(chǎn)中的批料調(diào)整中的調(diào)色步驟的數(shù)目。本 方法適用于未知的或已知涂料的色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)明概述本發(fā)明是涉及用于將參考色配方匹配至未知的或已知涂料的確定 的色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的方法，包括以下步驟1. 測(cè)量色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的反射光譜RsT，2. 根據(jù)色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的配方混合油漆和將油漆涂覆于基材，3. 測(cè)量涂覆的油漆的反射光譜RpT,4. 重計(jì)算所涂覆的油漆的配方的理論反射光語(yǔ)RRPT,
5. 計(jì)算在第4步得到的所涂覆的油漆的測(cè)得的反射光鐠RpT和在第 5步得到的重計(jì)算反射光鐠rrpt之間的語(yǔ)差ar,
6. 通過(guò)在笫6步中得到的譜差A(yù)R調(diào)整色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的反射光譜RST, 產(chǎn)生色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的修正的反射光譜RSTM,
7. 在修正的反射光譜RsTM的基礎(chǔ)上計(jì)算配方，
8. 根據(jù)在第8步中計(jì)算的配方混合油漆和將油漆涂覆于基材，
9. 任選地測(cè)量所涂覆油漆的反射光譜RpT和
如果所涂覆的油漆的反射光語(yǔ)RPT和色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的修正的反射光譜 RsTM之間的色差是不合格的，重復(fù)步驟4至8。這樣做，直到符合給定 的匹配才示準(zhǔn)。
可選擇地，本發(fā)明是涉及用于將參考色配方匹配至未知的或已知涂 料的確定的色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的方法，包括以下步驟
1. 確定色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的色坐標(biāo)CsT,
2. 根據(jù)色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的配方混合油漆和將油漆涂覆于基材，
3. 確定涂覆的油漆的色坐標(biāo)CpT,
4. 重計(jì)算所涂覆的油漆的配方的理論色坐標(biāo)Crpt,
5. 計(jì)算在第3步得到的所涂覆的油漆的確定色坐標(biāo)CpT和在第4步 得到的重計(jì)算的色坐標(biāo)CRpT之間的差A(yù)C,
6. 通過(guò)在第5步中得到的色坐標(biāo)差A(yù)C調(diào)整色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的色坐標(biāo)CsT, 產(chǎn)生色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的修正的色坐標(biāo)C s tm ,
7. 在修正的色坐標(biāo)CsTM的基礎(chǔ)上計(jì)算配方，
8. 根據(jù)在第7步中計(jì)算的配方混合油漆和將油漆涂覆于基材，
9. 任選地確定所涂覆油漆的色坐標(biāo)CpT和
如果所涂覆的油漆的色坐標(biāo)Cpt和色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的修正的色坐標(biāo)Cstm
之間的色差是不合格的，重復(fù)步驟4至8。這樣做，直到符合給定的匹 配標(biāo)準(zhǔn)。
色坐標(biāo)，如三色激勵(lì)值(tristimulus value)的三重峰(triplet)或 CIELab色空間的L*， a*， 1)*值，可以以配色領(lǐng)域的4支術(shù)人員^^知的方 法由測(cè)得的反射光鐠得到，或可以通過(guò)適當(dāng)?shù)臏y(cè)量裝置直接測(cè)量得到。
不用說(shuō)，如果在配色過(guò)程中的第一個(gè)調(diào)色步驟沒(méi)有產(chǎn)生可以接受的 結(jié)果，即，如果在色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的確定的配方的基礎(chǔ)上配制的噴涂油漆并不符合色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)和它們的差異是不能接受的，本發(fā)明的方法是適用的。


圖1是本發(fā)明方法的示意流程圖。
圖2至圖4顯示了綠色純色色調(diào)的發(fā)展過(guò)程(course of development),該綠色純色色調(diào)包括5種著色劑白色，碳黑，黃色， 藍(lán)色和綠色。
圖5顯示了單個(gè)校正步驟的目標(biāo)光譜的變化。 圖6顯示標(biāo)準(zhǔn)和多種進(jìn)行的校正步驟之間的語(yǔ)差。 圖7至ll表明了角度敏感的(gonioapparent)紫色色調(diào)的發(fā)展，該 角度敏感紫色色調(diào)包括隨角異色控制劑(fl叩control agent) ( fca )和5 種著色劑鋁，云母-藍(lán)，紅，紫，和炭黑。所有配方組分的濃度變化作 為調(diào)色步驟的函數(shù)給出。
圖7描述了作為波長(zhǎng)和觀測(cè)角度的函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)的反射面(reflectance surface )。
圖8顯示了作為調(diào)色步驟的函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)和噴涂配方之間的色差。
圖9顯示了作為調(diào)色步驟的函數(shù)的所有配方組分的濃度變化。
圖10顯示了對(duì)于常規(guī)校正系數(shù)方法作為調(diào)色步驟的函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)和
噴涂配方之間的色差。
圖11顯示了對(duì)于常規(guī)校正系數(shù)方法作為調(diào)色步驟的函數(shù)的所有配
方組分的濃度變化。
發(fā)明詳述
本發(fā)明的方法是基于已知涂料(pigmentation )的色調(diào)的測(cè)得的反射 光譜的頻譜值(或者是基于相應(yīng)的色坐標(biāo)的比較)與相應(yīng)的理論的預(yù)測(cè) 值的比較。可用的樣品越多，能夠收集的關(guān)于用于顏料校準(zhǔn)的材料和實(shí) 際所用的用于配色的原材料之間的色彩偏差的信息越多。當(dāng)使用本方法 時(shí)，利用迄今在所有的調(diào)色步驟中累積的完全的信息，用于純色調(diào)和效 果色調(diào)的配方校正的具有收斂性能(convergence behaviour )的方法產(chǎn)生 了。通常在使用新方法時(shí)，配方在3-5個(gè)校正步驟后穩(wěn)定下來(lái)。相對(duì)于 常規(guī)方法，終止標(biāo)準(zhǔn)(termination criterion)可以界定，允許幾乎自動(dòng) 化和加速的配方(formula)的加工方法。此外，該方法提供了可能性，以進(jìn)一步確定除了實(shí)際配方成分外的調(diào)色組分。該方法可用于干的以及 濕的油漆材津牛。
該發(fā)明將在下文更加詳細(xì)地解釋。
術(shù)語(yǔ)"反射光譜，，是指在純色色調(diào)情況下的反射譜和特殊效果色調(diào) 情況下的反射面。
在本發(fā)明的第1步中，測(cè)量了要匹配的色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的反射光譜RST。
測(cè)量對(duì)于純色色調(diào)是通過(guò)分光光度計(jì)在單測(cè)量幾何形狀(geometry)(如， 例如45°/0°或d/8°)進(jìn)行，和通過(guò)適用于特殊效果色調(diào)的測(cè)角分光光度 計(jì)(goniospectrophotometer )在多測(cè)量幾何形狀進(jìn)行的。色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)可以 是固化的或干的油漆層、濕油漆層或任何其他任意特征的顏色標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng) 測(cè)量濕油漆膜的反射光譜時(shí)，可以使用用于測(cè)量濕油漆膜的常用方法和 裝置。
在本發(fā)明步驟2中，混合根據(jù)色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的配方的油漆樣品。在已知 涂料的色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的情況下，根據(jù)已知的配方混合油漆，在未知涂料的色 調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的情況下，根據(jù)計(jì)算配方混合油漆。
色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)可以是例如未知涂料的色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)，這樣，首先配方必須針 對(duì)色調(diào)來(lái)計(jì)算。色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)還可以是已知涂料的色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)，例如，已知組 合物/涂料的油漆的生產(chǎn)的色調(diào)。在該情況下，實(shí)際的油漆生產(chǎn)批料要與 纟合定的色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)相匹配。
因此，在未知涂料的色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的情況下，色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)必須使用合適的 著色劑體系(colorant system )通過(guò)基于測(cè)得的反射光譜計(jì)算配方匹配。 這是根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的配方計(jì)算方法進(jìn)行的。配方計(jì)算通常是 基于給定的著色劑體系。
著色劑體系應(yīng)被理解為是指包含用于油漆生產(chǎn)的所有顏料的任何 體系的吸收顏料和/或特殊效果顏料。顏料組分的數(shù)量和選擇在此不受限 制。它們可以以任何方式適于相關(guān)要求，例如，根據(jù)油漆生產(chǎn)商或其客 戶的要求。
配方計(jì)算的先決條件是可用的著色劑體系的所有有色成分的光學(xué) 材料參數(shù)的知識(shí)。對(duì)于任何著色劑體系，它們必須事先通過(guò)校準(zhǔn)梯隊(duì) (calibration echelon )實(shí)驗(yàn)確定。產(chǎn)生的各自的校準(zhǔn)梯隊(duì)當(dāng)然與所使用 的輻射傳輸模式是緊密相連的。在各向同性的情況下，兩種材料參數(shù)， 即，散射和吸收系數(shù)，必須分別確定。為此，必須測(cè)量至少有兩種不同混合的色彩性能(coloristic behaviour)。模型明確解釋了散射事件的各 向異性，進(jìn)一步包含用于相位函數(shù)的參數(shù)確定的波長(zhǎng)依賴性材料常數(shù)。 在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的情況下，所有顏料的光學(xué)性質(zhì)被隱藏和以網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的 權(quán)值(weight)被捕獲。
然后將油漆涂到基材上。其后所涂覆油漆的反射光鐠RPT的測(cè)量可 以用濕的油漆層或干的油漆層進(jìn)行。制備和涂覆油漆樣品可以以通常的 方式進(jìn)行。例如，油漆可噴霧在金屬測(cè)試板上。任選地，所涂覆的油漆 層在所需的條件下可以是固化的或干的。而且，可以使用用于測(cè)量濕油 漆膜的反射數(shù)據(jù)的通常的方法和裝置。濕或干油漆層的選擇，取決于適 用的標(biāo)準(zhǔn)。
隨后，測(cè)得了所涂覆的油漆層的反射光譜RpT (第3步)。這是如 本發(fā)明的第1步中說(shuō)明的而進(jìn)行的。
在本發(fā)明的第4步中，重計(jì)算所涂覆的油漆的配方的理論反射光譜 Rrpt。這是可以在例如進(jìn)行第2步之前或之后或進(jìn)行第3步之前或之后
進(jìn)行?；谂浞降挠猩伭系墓鈱W(xué)材料參數(shù)重計(jì)算理論反射光譜RPTR，
其已提前實(shí)驗(yàn)確定并例如存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。
在下一步(第5步)中，計(jì)算在第3步得到的所涂覆的油漆的測(cè)得 反射光譜RPT和在第4步得到的重計(jì)算反射光譜RRPT之間的譜差A(yù)R。
在測(cè)得的根據(jù)配方的所涂覆的油漆的反射光譜RPT和對(duì)于相同配方
理論上重新計(jì)算的反射光譜RRPT之間的比較中，通常會(huì)發(fā)現(xiàn)差別，其可
以追溯到著色劑的標(biāo)準(zhǔn)化能力的限制、有色組分(coloring component) 彼此之間的配方依賴相互作用(recipe dependent interaction)、光學(xué)材 料參數(shù)的有限精確性(finite accuracy)、所用的理論模型的局限性、應(yīng) 用條件中的變化、和測(cè)量誤差。在測(cè)得的和重計(jì)算的反射光鐠之間的差 異是對(duì)所述的缺陷的度量。因此，在第6步中，通過(guò)在第5步中得到的 譜差A(yù)R調(diào)整色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的反射光譜RST，由此獲得色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的修正的反射
光語(yǔ)尺STM。
色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的修正反射光譜RSTM其后通過(guò)通常的配方計(jì)算匹配。這 通過(guò)改變初始配方的組分和最后加入附加的確定的調(diào)色組分進(jìn)行，其在
給定的著色劑體系中是可行的。在修正的反射光譜RSTM的基礎(chǔ)上計(jì)算
修正的配方(步驟7 )。計(jì)算的修正的配方又被混合和噴涂(sprayed-out)。 噴涂油漆是通過(guò)分光光度計(jì)測(cè)量的。如果所涂覆的油漆的反射光譜RPT和色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的修正的反射光譜RSTM之間的色差是不合格的，必須重復(fù)步驟4至8直到符合給定的匹配標(biāo)準(zhǔn)。
匹配質(zhì)量的評(píng)估可嚴(yán)格地在視覺(jué)上或儀器上進(jìn)行，或可以使用兩者相結(jié)合的方法。在儀器評(píng)價(jià)的情況下，根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域(如，例如，再拋
光、工業(yè)或OEM涂料)和相關(guān)的接受度(acceptance),可靠的各種指標(biāo)(metric)可作為顏色開(kāi)發(fā)方法(color development process)的纟冬止標(biāo)準(zhǔn)。為此目的，典型地在均勻的色空間(如，例如CIELab-76或DIN-99 )中或特殊色差公式(如，例如CIE94或CIEDE2000)中采用剩余色差，其中閾值用于分離接受和拒絕的顏色區(qū)域。在角度敏感的
(gonioapparent)顏色的情況下，必須進(jìn)行形式的歸納以以合適地說(shuō)明色貌(color appearance )的角度依賴。
基于各濃度的所有配方的組分的收斂性能的分析可以制定作為校正步驟數(shù)目的函數(shù)的嚴(yán)格的數(shù)學(xué)終止標(biāo)準(zhǔn)。各濃度的所有組分作為的校正步驟的函數(shù)的函數(shù)行為必須通過(guò)適當(dāng)?shù)哪Ｐ秃瘮?shù)近似化，它可以通過(guò)有效的擬合程序(efficient fitting routine )與實(shí),瞼結(jié)果配合以確定才莫型參數(shù)。對(duì)于三參數(shù)的函數(shù)，配合參數(shù)的估計(jì)至少需要三個(gè)數(shù)據(jù)集第一噴涂配方，第一噴涂校正，和計(jì)算出的第二次修正。
利用估計(jì)的參數(shù)值，可以計(jì)算出模型函數(shù)的漸近性能(asymptoticbehaviour)。如果具有校正步驟的數(shù)目的濃度變化(the concentrationvariation with the number of correction steps)通過(guò)沖莫型函數(shù)謬皮正確；也對(duì)笛述，現(xiàn)在可以通過(guò)獨(dú)一無(wú)二的數(shù)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)終止儀器加工方法。
由三參數(shù)集產(chǎn)生的漸近配方的質(zhì)量是與模型函數(shù)的適用性和統(tǒng)計(jì)和系統(tǒng)誤差緊密相關(guān)的。如果例如對(duì)于單調(diào)減少(增加)函數(shù)，配方組分的漸近濃度高(低)于上個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集(第二計(jì)算濃度)的數(shù)值，這兩個(gè)誤差源必然導(dǎo)致偏離"理想的，，漸近配方并在特定的情況下是可辨別的。很明顯要忽略這一漸近配方和進(jìn)行正常的配方校正步驟。數(shù)據(jù)精確性可以通過(guò)估計(jì)超過(guò)3個(gè)以上的校正步驟進(jìn)一步改善。隨后對(duì)于漸近第四數(shù)據(jù)集大大降低了所有誤差源的影響(超定方程組！
(over-determined set of equations ))和一般導(dǎo)致幾乎"理想的，，校正漸近配方。至少現(xiàn)在可以終止配方校正程序，因?yàn)閷?duì)于配方改進(jìn)所有的儀器可能性已經(jīng)用盡。實(shí)驗(yàn)已清楚地表明，本發(fā)明方法的收斂性能顯著優(yōu)于線性并可以通過(guò)適當(dāng)?shù)哪Ｐ秃瘮?shù)近似至足夠的準(zhǔn)確度。因此，本校正方法的性能明顯優(yōu)于常規(guī)線性方法，并肯定會(huì)導(dǎo)致在調(diào)色方法中步驟(hit )數(shù)目的減少。
該模型函數(shù)也可以用來(lái)推斷無(wú)限的校正步驟(correction step infinite )。在這個(gè)意義上，可以對(duì)校正方案增加簡(jiǎn)單的分析工具，以通過(guò)推斷減少步驟的數(shù)目和附加地一方面改善收斂性能并另一方面確立清楚表明儀器配方校正的限制(終止標(biāo)準(zhǔn))的工具。
一般地，代替使用反射光語(yǔ)，在本發(fā)明中可以使用相應(yīng)的色坐標(biāo)，如例如三色激勵(lì)值的三重峰或更均勻的CIELab色空間的L*， a*， bM直，即4戈替光i普匹配標(biāo)準(zhǔn)，還可以應(yīng)用色空間匹配標(biāo)準(zhǔn)。
色坐標(biāo)，如三色激勵(lì)值的三重峰或CIELab色空間的L*， a*， 1)*值，可以以配色領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的方法由測(cè)得的反射光譜得到，或可以通過(guò)適當(dāng)?shù)臏y(cè)量裝置直接測(cè)量得到。
為實(shí)施本發(fā)明的方法，步驟1至9的次序并非硬性確定的。使用所有步驟來(lái)實(shí)施本發(fā)明的方法，但如果合適，可以改變步驟的次序，例如第4步可以在第2步之前或之后或第3步之前或之后進(jìn)行。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠評(píng)價(jià)任何適當(dāng)?shù)暮侠淼牟襟E次序。
本發(fā)明的方法的示意流程圖在圖1中示出。
未知涂料的標(biāo)準(zhǔn)板用作色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)。
通常，通過(guò)所涂覆的油漆的測(cè)得反射光i普RPT和相應(yīng)的對(duì)相同配方的重計(jì)算光譜RRPT之間的語(yǔ)差調(diào)整色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的光鐠。對(duì)于此修正的色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的新光譜，基于迄今所用的組分和最后附加的調(diào)色組分又計(jì)算出新的配方。重復(fù)所述步驟直到符合確定的終止標(biāo)準(zhǔn)。這意味著重復(fù)步驟直到校正的顏色配方已經(jīng)穩(wěn)定(即，所有組分的濃度的變化分別足夠小或未到給定的限值)和/或殘留色差符合預(yù)置的容許架構(gòu)(tolerance frame )。
在實(shí)^r樣品光譜和相應(yīng)的預(yù)測(cè)反射光語(yǔ)之間的譜差A(yù)R (AR=RPT -RPTR)是總的工藝誤差的度量，該總的工藝誤差包括輻射傳輸模式的不足、表征數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)上的變化和在加工中的錯(cuò)誤，如，例如不正確的著色劑稱重和錯(cuò)誤的應(yīng)用條件。后兩個(gè)系統(tǒng)誤差源通常將有錯(cuò)誤的組分(erratic component)《1入校正方法中，對(duì)任何配方校正方法的收斂性能具有負(fù)面的影響。
與其相比，例如，已知的線性矢量調(diào)色方法(linear vector shadingmethod)并沒(méi)有利用在校正方法的過(guò)程中產(chǎn)生的所有信息。僅僅考慮在標(biāo)準(zhǔn)和例如實(shí)際批料間的色差，而完全忽略了實(shí)際和預(yù)測(cè)批料色位(color position )或反射函數(shù)之間的失配(misfit)。
如果這些系統(tǒng)誤差的貢獻(xiàn)在總工藝誤差中占主導(dǎo)，因?yàn)槟繕?biāo)隨機(jī)移動(dòng)，沒(méi)有在它們的性能所限定的限制范圍內(nèi)的收斂可以預(yù)期。只有更嚴(yán)格的方法控制，將有助于重新建立良好運(yùn)行的配方校正算法。
本發(fā)明的校正方法提供優(yōu)良的收斂性能的益處，由此校正步驟的數(shù)目可以以自然的方式限制。對(duì)于所有潛在的工作領(lǐng)域，收斂足夠快；在任何情況下，方法在3至5步后停止?？梢越缍@示配方校正的儀器限制的獨(dú)特的終止標(biāo)準(zhǔn)。由于校正程序的這些優(yōu)化性能，色調(diào)的加工或批料調(diào)色可以在很大程度上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。此外，在校正過(guò)程中，可以超出實(shí)際配方成分的調(diào)色組分非正式地確定和用于優(yōu)化匹配結(jié)果。校正系數(shù)方法的現(xiàn)有的限制，即在校正過(guò)程中的沒(méi)有組分會(huì)被從配方中放棄(校正系數(shù)方法的數(shù)值不穩(wěn)定)，不再存在于新的方法中。
對(duì)在用于顏料校準(zhǔn)的材料和適用于加工色調(diào)的著色劑的光學(xué)性能上的差異的直接方法，是通過(guò)色調(diào)的測(cè)得光譜和相應(yīng)配方的重計(jì)算光譜之間的比較的提供的。只有這樣，具體的語(yǔ)差可以變得顯而易見(jiàn)和在校正中得到解釋。利用這種光鐠信息，標(biāo)準(zhǔn)的反射光語(yǔ)被修正并隨后再次匹配。其^f也方法，如例如，才交正系l丈的方法，比4交兩個(gè)配方的濃度，因此回落到不再包含直接光譜信息的已經(jīng)轉(zhuǎn)變的數(shù)量上。同色異語(yǔ)校正(metameric correction)的危險(xiǎn)通過(guò)比較光i普數(shù)據(jù)而^皮最小化，這是因?yàn)樵趯?shí)際校正步驟的算法中，其是基于對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的修正光鐠的常規(guī)顏色配方計(jì)算，此迭代(iteration)的優(yōu)值(figure of merit)是運(yùn)用適當(dāng)?shù)募訖?quán)函數(shù)的最佳曲線擬合(optimum curve fitting)。
最后，本發(fā)明提供了用于配方校正的高度靈活的和有效的方法，以匹配給定的色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)，其可用于色調(diào)的加工和在顏色實(shí)驗(yàn)室中的顏色開(kāi)發(fā)以及油漆生產(chǎn)中的批料調(diào)整。
本發(fā)明在下面的實(shí)施例中更詳細(xì)地解釋。
實(shí)施例實(shí)施例1
綠色純色色調(diào)的配方校正圖2至圖4顯示了綠色純色色調(diào)的發(fā)展過(guò)程，該綠色純色色調(diào)包括
5種著色劑白色，碳黑，黃色，藍(lán)色和綠色。標(biāo)準(zhǔn)包含綠色顏料和由補(bǔ)充色黃色和藍(lán)色組成的第二綠色組分。已知此補(bǔ)充色對(duì)組分的量的變化反應(yīng)相當(dāng)每丈感。
圖2描述了通過(guò)分光光度計(jì)測(cè)量的作為波長(zhǎng)的函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)的反射光譜。
圖3顯示了作為調(diào)色步驟的函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)與噴涂配方之間的色差。圖4顯示了作為調(diào)色步驟的函數(shù)的所有配方組分的濃度變化。如可以從平均降低的剩余色差看出，通過(guò)考慮在各校正步驟中收集到的所有信息，從色彩的角度來(lái)看，新方法導(dǎo)致了配方的顯著改進(jìn)。此外，伴隨增加的校正步驟數(shù)目，所有配方組分的量的依賴呈現(xiàn)趨于穩(wěn)定值的明顯趨勢(shì)。正如預(yù)期的那樣，發(fā)明的光鐠校正方法在色空間的收斂性能是明顯優(yōu)于線性的和顯而易見(jiàn)地優(yōu)于線性矢量調(diào)色方法的。
圖5和圖6在配方校正的過(guò)程中收集了在反射空間的更多細(xì)節(jié)。圖5顯示了單個(gè)校正步驟的目標(biāo)光譜的變化。
圖6顯示了標(biāo)準(zhǔn)和多種進(jìn)行的校正步驟之間的譜差A(yù)R,強(qiáng)調(diào)地證實(shí)了理論預(yù)期伴隨增加數(shù)目的校正步驟，AR迅速減少至合理的統(tǒng)計(jì)測(cè)量誤差。
標(biāo)記了 "VO"的曲線表示測(cè)得的標(biāo)準(zhǔn)的反射光鐠(RST)。對(duì)此標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)的預(yù)期匹配產(chǎn)生了理論上預(yù)期的"RO"曲線(RRPT)。當(dāng)混合和噴霧此配方和測(cè)量該板導(dǎo)致"AO"曲線(RPT)。理論上合成的光譜"R0"和實(shí)測(cè)光語(yǔ)"AO" ( RPT )的差別是由于所有的固有制備(inherentpreparatory)、應(yīng)用、測(cè)量、和整個(gè)方法的^t型誤差包括表征數(shù)據(jù)集的失配。將此譜差A(yù)R^R0 - A0從標(biāo)準(zhǔn)的光譜"V0"中減去產(chǎn)生了新的實(shí)際的(virtual)目標(biāo)光譜(V1=RSTM),其導(dǎo)致了總的工藝誤差。因此，此實(shí)際目標(biāo)的匹配將提供比以前的步驟顯著接近最終的匹配問(wèn)題穩(wěn)定方案的結(jié)果。
當(dāng)使用本發(fā)明的方法時(shí)，經(jīng)過(guò)2個(gè)調(diào)色步驟，配方已經(jīng)穩(wěn)定。令人滿意的匹配結(jié)果已經(jīng)獲得。
實(shí)施例2
特殊效果色調(diào)的配方4交正圖7至11表明了與已經(jīng)作為單步方法實(shí)行的常規(guī)的校正系數(shù)方法
相比較，使用本發(fā)明的方法的特殊效果色調(diào)的完全自動(dòng)化的配方校正的過(guò)程。
圖7至11表明了角度敏感的紫色色調(diào)的發(fā)展，該角度敏感紫色色調(diào)包括隨角異色控制劑(fca)和5種著色劑鋁，云母-藍(lán)，紅，紫，和炭黑。所有配方組分的濃度變化作為調(diào)色步驟的函數(shù)以及由三、四和五數(shù)據(jù)集得出推斷漸近值。
圖7描述了作為波長(zhǎng)和觀測(cè)角度的函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)的反射面。圖8顯示了作為調(diào)色步驟的函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)和噴涂配方之間的色差。圖9顯示了作為調(diào)色步驟的函數(shù)的所有配方組分的濃度變化。圖10顯示了對(duì)于常規(guī)校正系數(shù)方法作為調(diào)色步驟的函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)和噴涂配方之間的色差。
圖11顯示了對(duì)于常規(guī)校正系數(shù)方法作為調(diào)色步驟的函數(shù)的所有配方組分的濃度變化。
特殊效果的色調(diào)包含兩個(gè)干擾顏料(interference pigment)和三個(gè)純色顏料作為著色組分(coloring constituents)?？梢詮膱D7中描繪的反射指標(biāo)圖看出，此色調(diào)的效果特征在角變化上變得明顯。此外，在圖8和圖9中，根據(jù)CIELab-76的剩余色差和配方組成作為校正步驟的函數(shù)已經(jīng)被積分(integrate)。而根據(jù)已知的校正系數(shù)的單步方法，通過(guò)校正計(jì)算并沒(méi)有獲得改進(jìn)，如可以從減少的平均剩余色差看出，通過(guò)考慮在各步驟中收集到的所有信息，新方法從色彩的角度來(lái)看導(dǎo)致了配方的顯著改善。在后一種情況下，伴隨增加的校正步驟數(shù)目，所有配方組分的量的依賴呈現(xiàn)明顯趨于穩(wěn)定值的趨勢(shì)，而校正系數(shù)方法并沒(méi)有顯示任何飽和趨勢(shì)。在所討論的實(shí)施例中，新的校正方法的效率事實(shí)上變得顯而易見(jiàn)，由于噴涂第一配方的相當(dāng)小的剩余色差，常規(guī)校正方法從趨勢(shì)上導(dǎo)致更糟配方(常規(guī)情況(pathological case )),而新方法以完全沒(méi)問(wèn)題的方式處理了同樣此限制情況。
當(dāng)使用本發(fā)明的方法時(shí)，經(jīng)過(guò)3個(gè)調(diào)色步驟，配方已經(jīng)穩(wěn)定。令人滿意的匹配結(jié)果已經(jīng)獲得。
權(quán)利要求
1. 用于將參考色配方匹配至確定的色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的方法，包括1)測(cè)量色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的反射光譜RST，2)根據(jù)色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的配方混合油漆和將油漆涂覆于基材，3)測(cè)量涂覆的油漆的反射光譜RPT，4)重計(jì)算所涂覆的油漆的配方的理論反射光譜RRPT，5)計(jì)算在第3步得到的所涂覆的油漆的測(cè)得的反射光譜RPT和在第4步得到的重計(jì)算的反射光譜RRPT之間的譜差ΔR，6)通過(guò)在第5步中得到的譜差ΔR調(diào)整色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的反射光譜RST，產(chǎn)生色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的修正的反射光譜RSTM，7)在修正的反射光譜RSTM的基礎(chǔ)上計(jì)算配方，8)根據(jù)在第7步中計(jì)算的配方混合油漆和將油漆涂覆于基材。
2. 權(quán)利要求1的方法，其中，測(cè)量在步驟8中涂覆的油漆的反射光譜RPT,和如果所涂覆的油漆的反射光譜RpT和色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的修正的反射光譜RSTM之間的剩余色差仍是不合格的，重復(fù)步驟4至8 。
3. 用于將參考色配方匹配至確定的色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的方法，包括1) 確定色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的色坐標(biāo)CsT,2) 根據(jù)色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的配方混合油漆和將油漆涂覆于基材，3) 確定涂覆的油^^的色坐標(biāo)CpT,4) 重計(jì)算所涂覆的油漆的配方的理論色坐標(biāo)Crpt,5) 計(jì)算在第3步得到的確定的所涂覆油漆的色坐標(biāo)Cpt和在第4 步得到的重計(jì)算的色坐標(biāo)CRPT之間的差A(yù)C ，6) 通過(guò)在第5步中得到的色坐標(biāo)差A(yù)C調(diào)整色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的色坐標(biāo)CsT, 產(chǎn)生色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的修正的色坐標(biāo)CSTM,7) 在修正的色坐標(biāo)CsTM的基礎(chǔ)上計(jì)算配方，8) 根據(jù)在第7步中計(jì)算的配方混合油漆和將油漆涂覆于基材。
4. 權(quán)利要求3的方法，其中，實(shí)驗(yàn)確定在步驟8中所涂覆油漆的色坐標(biāo)CpT,和如果所涂覆的油漆的色坐標(biāo)CpT和色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的修正的色坐 標(biāo)CsTM之間的剩余色差是不合格的，重復(fù)步驟4至8。
5. 權(quán)利要求2的方法，其中，重復(fù)步驟4至8直到符合給定的終止 標(biāo)準(zhǔn)。
6. 權(quán)利要求4的方法，其中，重復(fù)步驟4至8直到符合給定的終止標(biāo)準(zhǔn)。
7. 權(quán)利要求5或權(quán)利要求6的方法，其中，所述終止標(biāo)準(zhǔn)是作為校 正步驟數(shù)目的函數(shù)的數(shù)學(xué)終止標(biāo)準(zhǔn)，其是基于各濃度的所有配方組分的 收斂性能的分析。
8. 權(quán)利要求1-7中的任意一項(xiàng)的方法用于色調(diào)加工的用途。
9. 權(quán)利要求1 -7中的任意 一 項(xiàng)的方法用于油漆生產(chǎn)中批料調(diào)整的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于將參考色配方匹配至確定的色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的方法。該方法包括以下步驟1.測(cè)量色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的反射光譜R_ST，2.根據(jù)色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的配方混合油漆和將油漆涂覆于基材，3.測(cè)量涂覆的油漆的反射光譜R_PT，4.重計(jì)算所涂覆的油漆的配方的理論反射光譜R_RPT，5.計(jì)算在第3步得到的所涂覆的油漆的測(cè)得的反射光譜R_PT和在第4步得到的重計(jì)算反射光譜R_RPT之間的譜差ΔR，6.通過(guò)在第5步中得到的譜差ΔR調(diào)整色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的反射光譜R_ST，產(chǎn)生色調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的修正的反射光譜R_STM，7.在修正的反射光譜R_STM的基礎(chǔ)上計(jì)算配方，8.根據(jù)在第7步中計(jì)算的配方混合油漆和將油漆涂覆于基材。
文檔編號(hào)G01J3/46GK101506633SQ200780030816
公開(kāi)日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2007年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月22日
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