專(zhuān)利名稱(chēng)：自動(dòng)識(shí)別色彩的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測(cè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種自動(dòng)識(shí)別色彩的裝置。
背景技術(shù)：
色彩是物體的物理性質(zhì)，對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō)，色彩就是物體表面產(chǎn)生的光的物理特性在人腦中的反應(yīng)。因此，我們常說(shuō)的色彩一般指通過(guò)眼、腦和人的生活經(jīng)驗(yàn)所產(chǎn)生的一種對(duì)光的視覺(jué)效應(yīng)。色彩的產(chǎn)生有著物理上的客觀因素，但是色彩的識(shí)別往往跟人的主觀經(jīng)驗(yàn)有關(guān)，只能由人給出一個(gè)定性的描述，而缺少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一客觀的量化表述方式，這嚴(yán)重影響了色彩識(shí)別的準(zhǔn)確度和精確度。近年來(lái)，隨著光學(xué)檢測(cè)儀器的發(fā)展，儀器測(cè)色方法成為可能，與以往的定性描述相比，儀器測(cè)色的關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)了色彩的數(shù)量化表示。通過(guò)以數(shù)值來(lái)表示不同顏色，可使得色彩的顏色表示更為客觀精確，還可利用這一數(shù)值進(jìn)行分類(lèi)研究，對(duì)于工農(nóng)業(yè)中各種需要精確了解和控制色彩的場(chǎng)合具有實(shí)際意義。但是，現(xiàn)有的儀器測(cè)色仍存在一定問(wèn)題，最典型的問(wèn)題在于現(xiàn)有的基于光學(xué)傳感器的測(cè)色儀均只是測(cè)量物體表面的一些光學(xué)參數(shù)，這些數(shù)值化的光學(xué)參數(shù)僅描述了一些光學(xué)效果，其測(cè)量值并不能直接表示顏色。僅僅依賴(lài)這些測(cè)量數(shù)值，相關(guān)技術(shù)人員只能依賴(lài)經(jīng)驗(yàn)或比對(duì)的方式來(lái)推測(cè)顏色，無(wú)法直觀地得到色彩檢測(cè)結(jié)果，也無(wú)法對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行有效地總結(jié)、描述和交流。比如現(xiàn)有的色差儀，只是通過(guò)測(cè)量顯示出樣品與被測(cè)樣品的色差值等光學(xué)參數(shù)，這些數(shù)值表示的含義只能由專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行二次分析確定。此外，光學(xué)傳感器可測(cè)量的光學(xué)參數(shù)較多，大量的數(shù)據(jù)也使得儀器測(cè)色人員需進(jìn)行額外的數(shù)據(jù)篩選和分析工作，檢測(cè)過(guò)程復(fù)雜、效率低下。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種自動(dòng)識(shí)別色彩的裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法直觀進(jìn)行儀器測(cè)色的問(wèn)題。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的自動(dòng)識(shí)別色彩的裝置包括:光學(xué)檢測(cè)模塊，由至少一個(gè)光學(xué)傳感器組成，所述光學(xué)傳感器從被測(cè)物表面獲取色彩的色調(diào)、彩度和明度數(shù)據(jù)；色調(diào)定位模塊，與所述光學(xué)檢測(cè)模塊連接，接收所述光學(xué)傳感器獲取的所述色彩的色調(diào)數(shù)據(jù)，確定所述色彩在球坐標(biāo)中的色調(diào)域；顏色分析模塊，與所述光學(xué)檢測(cè)模塊和所述色調(diào)定位模塊連接，基于所述色調(diào)定位模塊確定的所述色調(diào)域，接收所述光學(xué)傳感器獲取的所述色彩的彩度和明度數(shù)據(jù)，在所述色調(diào)域的坐標(biāo)系中進(jìn)行轉(zhuǎn)換，獲得與所述色彩的彩度和明度數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的顏色描述并返回給用戶(hù)。優(yōu)選地，所述光學(xué)檢測(cè)模塊為獨(dú)立的手持設(shè)備，所述色調(diào)定位模塊和所述顏色分析模塊組成臺(tái)式或手持的上位機(jī)。優(yōu)選地，所述手持設(shè)備與所述上位機(jī)之間通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)連接發(fā)送數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，所述裝置為單一的手持終端。優(yōu)選地，所述球坐標(biāo)為基于孟塞爾顏色系統(tǒng)建立的全色彩球坐標(biāo)系統(tǒng)。優(yōu)選地，所述全色彩球坐標(biāo)系統(tǒng)按色調(diào)劃分為31個(gè)域。優(yōu)選地，所述裝置還包括:統(tǒng)計(jì)模塊，與所述光學(xué)檢測(cè)模塊和所述顏色分析模塊連接，存儲(chǔ)多次識(shí)別結(jié)果和對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，并對(duì)所述多次識(shí)別結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。通過(guò)上述方案，本發(fā)明提供了可自動(dòng)識(shí)別色彩的裝置，其識(shí)別方式標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一客觀且區(qū)分明確，可作為一種準(zhǔn)確識(shí)別的方式通用于各類(lèi)色彩的識(shí)別、統(tǒng)計(jì)和分析中。由于本發(fā)明的裝置僅利用有限的參數(shù)即可得出準(zhǔn)確的色彩描述名稱(chēng)，其結(jié)果直觀、操作快捷、使用方便，大大降低了色彩檢測(cè)的復(fù)雜度，使得非專(zhuān)業(yè)人員也能快速地利用檢測(cè)結(jié)果對(duì)花色進(jìn)行二次應(yīng)用。


圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中自動(dòng)識(shí)別色彩的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為ISCC-NBS色名表不方法的一種劃分方式不意圖；圖3為本發(fā)明的技術(shù)方案的一個(gè)典型應(yīng)用場(chǎng)景的統(tǒng)計(jì)結(jié)果示意。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合各附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。儀器測(cè)色雖然具有標(biāo)準(zhǔn)客觀、結(jié)果精確的優(yōu)點(diǎn)，但由于其僅通過(guò)數(shù)值描述物體表面顏色的光學(xué)參數(shù)，檢測(cè)結(jié)果對(duì)于非專(zhuān)業(yè)人員來(lái)說(shuō)不夠直觀，不具備任何參考價(jià)值。即使是專(zhuān)業(yè)人員，也需要對(duì)檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的轉(zhuǎn)換、比對(duì)和分析才能知道結(jié)論，因而儀器測(cè)色應(yīng)用范圍有限，僅能給特定的專(zhuān)業(yè)人員提供有限的幫助。 在本發(fā)明的實(shí)施例中，提供了 一種可簡(jiǎn)便直觀地檢測(cè)物體色彩的裝置，在本發(fā)明的裝置中，通過(guò)檢測(cè)少量的光學(xué)參數(shù)即可自動(dòng)地識(shí)別出被測(cè)物的顏色，該裝置操作簡(jiǎn)單，直接得到明確結(jié)論而不產(chǎn)生難以理解的數(shù)值結(jié)果，同時(shí)又具有識(shí)別結(jié)果客觀精確的優(yōu)點(diǎn)，具有很強(qiáng)的通用性。具體地，在本發(fā)明的實(shí)施例中，如圖1所示，自動(dòng)識(shí)別色彩的裝置包括:光學(xué)檢測(cè)模塊，由至少一個(gè)光學(xué)傳感器組成，所述光學(xué)傳感器從被測(cè)物表面獲取色彩的色調(diào)、彩度和明度數(shù)據(jù)；色調(diào)定位模塊，與所述光學(xué)檢測(cè)模塊連接，接收所述光學(xué)傳感器獲取的所述色彩的色調(diào)數(shù)據(jù)，確定所述色彩在球坐標(biāo)中的色調(diào)域；顏色分析模塊，與所述光學(xué)檢測(cè)模塊和所述色調(diào)定位模塊連接，基于所述色調(diào)定位模塊確定的所述色調(diào)域，接收所述光學(xué)傳感器獲取的所述色彩的彩度和明度數(shù)據(jù)，在所述色調(diào)域的坐標(biāo)系中進(jìn)行轉(zhuǎn)換，獲得與所述色彩的彩度和明度數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的顏色描述并返回給用戶(hù)。在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述光學(xué)檢測(cè)模塊為獨(dú)立的手持設(shè)備，所述色調(diào)定位模塊和所述顏色分析模塊組成臺(tái)式或手持的上位機(jī)。此時(shí)，所述光學(xué)檢測(cè)模塊可獨(dú)立地獲取并記錄色彩的各項(xiàng)參數(shù)，在記錄完一系列色彩參數(shù)后再與所述色調(diào)定位模塊和所述顏色分析模塊連接，通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)的連接發(fā)送數(shù)據(jù)，進(jìn)行色彩的識(shí)別。在本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述色調(diào)定位模塊、所述顏色分析模塊與所述光學(xué)檢測(cè)模塊集成在同一個(gè)手持終端上(即所述裝置為單一的手持終端)，實(shí)時(shí)地對(duì)色彩進(jìn)行識(shí)別。其中，本發(fā)明的實(shí)施例中，主要基于孟塞爾顏色系統(tǒng)進(jìn)行從光學(xué)參數(shù)到顏色描述的轉(zhuǎn)換，孟塞爾顏色系統(tǒng)(Mussel Color System)是一種表色系統(tǒng)，其按顏色樣品的明度(Musell Value)、色調(diào)(Musell Hue)和彩度(Musell Chroma)建立三維坐標(biāo)對(duì)大量的顏色樣品進(jìn)行排序，并使相鄰的顏色樣品在這三維坐標(biāo)方向上具有視覺(jué)的等間隔。根據(jù)這種表色系統(tǒng)，經(jīng)美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局(National Bereau of Standand)整理之后，由美國(guó)國(guó)內(nèi)色彩研究學(xué)會(huì)(Inter Society Colour Council)提出了 ISCC-NBS色名表示方法。該色名表示方法共使用六個(gè)等級(jí)(level)對(duì)顏色球進(jìn)行分割，將不同色相角的顏色歸為一類(lèi)，每一類(lèi)建立對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)系，以顏色明度為縱坐標(biāo)，以彩度為橫坐標(biāo)對(duì)不同的顏色區(qū)域進(jìn)行劃分和命名。圖2所示為ISCC-NBS色名表示方法的一種劃分方式(圖2實(shí)際應(yīng)為彩色圖，因?qū)＠袷絾?wèn)題修改為灰度圖)，其中圖2(a)為ISCC-NBS色相環(huán)，其把每個(gè)等級(jí)分割顏色球后的中間截面的一周均分成五種主色調(diào)和五種中間色:紅(R)、紅黃(YR)、黃(Y)、黃綠(GY)、綠(G)、綠藍(lán)(BG)、藍(lán)(B)、藍(lán)紫(PB)、紫(P)、紫紅(RP)，圖2(b)為某一個(gè)色相角分類(lèi)(1R-4R)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)系，是由彩度和亮度的二維坐標(biāo)構(gòu)成，在坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的范圍內(nèi)給出了相應(yīng)顏色的命名。由此，每一種用孟賽爾顏色系統(tǒng)表示的顏色都可以通過(guò)坐標(biāo)找到相應(yīng)的位置，并獲得對(duì)應(yīng)的由文字描述的名稱(chēng)。該色名表示方法包括所有大眾熟知的顏色序列系統(tǒng)和顏色定義的方法，能夠滿(mǎn)足科學(xué)、教育、藝術(shù)和工廠(chǎng)生產(chǎn)等各方面的基本需求?；谏鲜隼碚?，本發(fā)明的實(shí)施例中也基于孟塞爾顏色系統(tǒng)將全部色彩建立為一個(gè)球坐標(biāo)系統(tǒng)，再進(jìn)一步將該球坐標(biāo)系統(tǒng)按色調(diào)劃分為31個(gè)域，每個(gè)色調(diào)域?qū)?yīng)一個(gè)二維坐標(biāo)系，即全色彩系統(tǒng)對(duì)應(yīng)31個(gè)二維坐標(biāo)系統(tǒng)。每一個(gè)二維坐標(biāo)系再分別由明度和彩度兩參數(shù)的值來(lái)確定花色在二維坐標(biāo)中的定位，比如以縱坐標(biāo)最小刻度0.5、橫坐標(biāo)最小刻度0.2為界劃分一個(gè)顏色的范圍，坐標(biāo)在一定范圍內(nèi)的顏色規(guī)定一個(gè)統(tǒng)一的名稱(chēng)進(jìn)行直觀的描述。通過(guò)這種方式，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了色彩的光學(xué)參數(shù)到直觀的顏色文字名稱(chēng)的轉(zhuǎn)換，從而可以充分利用檢測(cè)儀器的客觀性和準(zhǔn)確性來(lái)獲得一個(gè)大眾可以理解的色彩表述，進(jìn)一步方便了研究人員利用檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)、描述和交流。此外，本發(fā)明的自動(dòng)識(shí)別色彩的裝置還包括統(tǒng)計(jì)模塊，其存儲(chǔ)多次識(shí)別結(jié)果和對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，并對(duì)所述多次識(shí)別結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，比如在花色識(shí)別的應(yīng)用?；ㄉ潜蛔又参镏匾谋硇托誀?，也是植物品種分類(lèi)的重要依據(jù)，對(duì)于觀賞植物來(lái)說(shuō)，花色更是評(píng)判植物品種和價(jià)值的關(guān)鍵。很久以來(lái)，觀賞植物的花色表型都采用定性描述或借助于比色卡(Royal Horticultural Society Color Chart, R.H.S.C.C.)進(jìn)行測(cè)量，這種測(cè)量結(jié)果通常以人眼視覺(jué)為主，較為主觀；或由于比色卡失真等問(wèn)題也容易產(chǎn)生較大偏差。而利用本發(fā)明的裝置，不但能準(zhǔn)確地表述花色，還可根據(jù)花色進(jìn)一步對(duì)植物品種進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的應(yīng)用場(chǎng)景中，如圖3所示，通過(guò)上述自動(dòng)識(shí)別色彩的裝置對(duì)811個(gè)菊花品種的花色進(jìn)行了識(shí)別并進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。其中，圖3(a)中是分別對(duì)每個(gè)菊花品種的花色識(shí)別結(jié)果進(jìn)行的簡(jiǎn)單歸類(lèi)統(tǒng)計(jì)，可以看出每個(gè)具體的顏色名稱(chēng)下菊花品種的數(shù)目；而圖3(b)是將顏色進(jìn)一步劃分為多個(gè)大色系之后進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)，其進(jìn)一步揭示了花朵顏色與孟塞爾顏色體系的三個(gè)參數(shù)之間的關(guān)系。圖3中的統(tǒng)計(jì)和分析可以進(jìn)一步揭示出特定顏色的菊花品種的稀有度，對(duì)菊花品種的分類(lèi)和價(jià)值鑒定有著極大的實(shí)用意義。綜上所述，通過(guò)上述方式，本發(fā)明提供了可自動(dòng)識(shí)別色彩的裝置，其識(shí)別方式標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一客觀且區(qū)分明確，可作為一種準(zhǔn)確識(shí)別的方式通用于各類(lèi)色彩的識(shí)別、統(tǒng)計(jì)和分析中。由于本發(fā)明的裝置僅利用有限的參數(shù)即可得出準(zhǔn)確的顏色描述名稱(chēng)，其結(jié)果直觀、操作快捷、使用方便，大大降低了色彩檢測(cè)的復(fù)雜度，使得非專(zhuān)業(yè)人員也能快速地利用檢測(cè)結(jié)果對(duì)色彩進(jìn)行二次應(yīng)用。以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)識(shí)別色彩的裝置，其特征在于，所述裝置包括: 光學(xué)檢測(cè)模塊，由至少一個(gè)光學(xué)傳感器組成，所述光學(xué)傳感器從被測(cè)物表面獲取色彩的色調(diào)、彩度和明度數(shù)據(jù)； 色調(diào)定位模塊，與所述光學(xué)檢測(cè)模塊連接，接收所述光學(xué)傳感器獲取的所述色彩的色調(diào)數(shù)據(jù)，確定所述色彩在球坐標(biāo)中的色調(diào)域； 顏色分析模塊，與所述光學(xué)檢測(cè)模塊和所述色調(diào)定位模塊連接，基于所述色調(diào)定位模塊確定的所述色調(diào)域，接收所述光學(xué)傳感器獲取的所述色彩的彩度和明度數(shù)據(jù)，在所述色調(diào)域的坐標(biāo)系中進(jìn)行轉(zhuǎn)換，獲得與所述色彩的彩度和明度數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的顏色描述并返回給用戶(hù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述光學(xué)檢測(cè)模塊為獨(dú)立的手持設(shè)備，所述色調(diào)定位模塊和所述顏色分析模塊組成臺(tái)式或手持的上位機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述手持設(shè)備與所述上位機(jī)之間通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)連接發(fā)送數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置為單一的手持終端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述球坐標(biāo)為基于孟塞爾顏色系統(tǒng)建立的全色彩球坐標(biāo)系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述全色彩球坐標(biāo)系統(tǒng)按色調(diào)劃分為31個(gè)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括:統(tǒng)計(jì)模塊，與所述光學(xué)檢測(cè)模塊和所述顏色分析模塊連接，存儲(chǔ)多次識(shí)別結(jié)果和對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，并對(duì)所述多次識(shí)別結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
全文摘要
本發(fā)明涉及檢測(cè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種自動(dòng)識(shí)別色彩的裝置。該裝置包括光學(xué)檢測(cè)模塊，由至少一個(gè)光學(xué)傳感器組成，從被測(cè)物表面獲取物體色彩的色調(diào)、彩度和明度數(shù)據(jù)；色調(diào)定位模塊，接收光學(xué)傳感器獲取的色調(diào)數(shù)據(jù)，確定色彩在球坐標(biāo)中的色調(diào)域；顏色分析模塊，基于色調(diào)定位模塊確定的色調(diào)域，接收光學(xué)傳感器獲取的彩度和明度數(shù)據(jù)，在色調(diào)域的坐標(biāo)系中進(jìn)行轉(zhuǎn)換，獲得與色彩的彩度和明度數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的顏色描述并返回給用戶(hù)。本發(fā)明的裝置中，由于其僅利用有限的參數(shù)即可得出準(zhǔn)確的色彩描述名稱(chēng)，具有結(jié)果直觀、操作快捷、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，大大降低了色彩檢測(cè)的復(fù)雜度，使得非專(zhuān)業(yè)人員也能快速地利用檢測(cè)結(jié)果對(duì)色彩進(jìn)行二次應(yīng)用。
文檔編號(hào)G01J3/46GK103115682SQ20131001388
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月15日
發(fā)明者戴思蘭, 洪艷 申請(qǐng)人:北京林業(yè)大學(xué)