CN113280921A - 一种基于多光谱成像的测色装置 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种基于多光谱成像的测色装置，包括：积分球，所述积分球开设有用于对准待测品的待测品窗口，以及用于供所述待测品的反射光线穿过的出射窗口；照明部件、成像光路、图像传感器，以及位于出射窗口与成像光路中间的色轮，所述色轮含有多个窄带滤光片，所述窄带滤光片以带宽有交叠型设置，相邻窄带滤光片带宽的交叠范围在35％以内，所述窄带滤光片的组合带宽至少覆盖可见光全光谱范围。该测色装置实现了平面的多通道颜色测量，适用于多色块图案的颜色测量，另外在满足的国家一级测量误差标准的同时，获得更大的光能利用率。

Description

一种基于多光谱成像的测色装置

技术领域

本发明涉及光谱反射比测量、颜色测量技术、图像测量领域，具体为一种基于多光谱成像的测色装置。

背景技术

在涂料、五金、油漆、织物测色领域，常需要对待测品平面进行图像分析。分光光度计通常用于在预定范围内的邻接光谱带中捕获和记录目标表面的光谱信息，其记录的光谱信息通常在相对较宽的光谱范围内具有相对较高光谱分辨率。然而，基于分光光度计的***不适用于分析大样品区域或提供合适的空间分辨率，因为输出可包括“光谱平均化”，不能测量含有相同非纯色图案的物体表面色差。另外，由于待测品的单位面积上通常包含多种色块，例如织物表面含有花纹、图案、渐变色等，若采用分光测色仪/分光探测器，则需要更换更小测量口的尺寸以满足单一色块的测量，但通常测量口最小只能测量2mm到4mm直径的面积，而且不同大小测量口的数据往往存在差别。

多光谱成像技术是一种利用多个光谱通道的成像***以获取多个光谱波段图像并进行处理、传递、存储、显示、复制等的技术。为了获取多个光谱波段，常规的，采用窄带滤光片切换与二维传感器的阵列配合，如美国专利USUS7603031可通过采用照明特征和滤波器件组合的各种组合来提供附加的光谱模式，或者采用一条焦平面阵传感器阵列顺序接受各个光谱通道的图像信息。对于窄带滤光片的光谱通过率的设置方式，包含有交叠型以及无交叠型，对于无交叠型的窄带滤光片，其光谱通道之间不会相关，可以构建很好的光谱基函数。但如中国专利CN210346910U公开的内容，窄带滤光片本身透过率存在误差，使得无交叠型的窄带滤光片很难符合预定要求，为了避免窄带滤光片的误差，采用了与窄带滤光片相对应的窄带光源进行照明。此时，在该套装置的一次测量工作中，既需要先对窄带滤光片进行切换，相对应的，也需要切换与该窄带滤光片相对应的特定光源，增加了一次测量的时间，影响测量效率；并且也需要考虑窄带LED光源之间的一致性。

因此，现有技术中或存在因将待测品作为单一的色块测量，导致的无法获取更多的图像细节信息，测量更小的物体需要更换更小的测量口，或存在因追求减小窄带滤光片本身透过率误差带来影响，导致测量效率低，增加光源部件以及窄带光源与窄带滤光片同步切换的控制难度的问题。

基于此，在光谱反射比测量、颜色测量技术、图像测量领域，亟需一种具备高速图像捕捉能力、合适的光谱分辨率、合适的空间分辨率、大图像采集区域的测色装置。

发明内容

本发明提出一种至少能解决背景技术中所提及现有技术缺陷的测色装置，包括了：

积分球，所述积分球开设有用于对准待测品的待测品窗口，以及用于供所述待测品的反射光线穿过的出射窗口；

成像光路，所述成像光路正对所述积分球上的出射窗口；

图像传感器，所述图像传感器正对所述成像光路，所述成像光路位于所述图像传感器与出射窗口连线之间，用于接收所述待测品窗口处的所述待测品的反射光线；

位于积分球内的照明部件，所述照明部件包括至少一个用于向所述积分球内部投射的光源；以及位于出射窗口与成像光路中间的色轮，所述色轮含有多个窄带滤光片，多个所述窄带滤光片有交叠型设置，相邻窄带滤光片带宽的交叠范围在35％以内，所述窄带滤光片的组合带宽至少覆盖可见光全光谱范围。

在该方案中，在获得物体平面特征成像的同时，也获得了被测物体的光谱信息，实现了平面的多通道颜色测量，获取待测品窗口处图案的每一个像素点的光谱反射比曲线。在此基础上，实现对待测品窗口范围内的任意像素进行光谱反射比、颜色的分析，实现对待测品窗口范围内的光谱反射比二维分布、颜色二维分布的分析，实现对相同图案表面的精准点对点的反射光谱比、颜色对比二维分布的分析。并且，设置有交叠型的窄带滤光片，使得在满足国家测量误差标准的同时，获得更大的光能利用率。

在一种可能的实施方式中，所述色轮还设置有一个透镜，用于低功耗的色差测量。

在一种可能的实施方式中，所述窄带滤光片中心波长等间距，带宽间隔20纳米，色轮上设置有16个窄带滤光片。

在一种可能的实施方式中，所述测色装置用于测色时，在一个测量周期内，每个窄带滤光片都有且只有一次正对所述积分球上的出射窗口。

在一种可能的实施方式中，所述窄带滤光片与透镜分区设置，窄带滤光片位于色轮的300°范围内，透镜位于色轮的60°范围内。

在一种可能的实施方式中，所述光源、图像传感器与电子***连接，电子***驱动所述光源发光并读取图像传感器的数据。

在一种可能的实施方式中，所述出射窗口的中心和所述待测品窗口的中心之间的连线与待测品窗口的法线夹角为8度。

在一种可能的实施方式中，所述出射窗口的中心和所述待测品窗口的中心之间的连线与待测品窗口的法线夹角为0度。

对应的，提出针对该装置的测色方法，包括以下步骤：

S1、所述待测品窗口贴紧待测品，点亮光源，光源发出的光被积分腔均匀化后照射在待测品窗口中的待测品上，待测品表面反射照明光；

S2、电机驱动旋转色轮，使色轮上第1片窄带滤光片处于出射窗口和成像光路之间，反射的照明光通过出射窗口出射，依次通过色轮上设置的第1片窄带滤光片，进入成像光路；

S3、图像传感器探测待测品窗口的成像，完成第1片窄带滤光片所对应的图像探测；

S4、重复S2与S3，直到所有组成预定光谱覆盖范围的窄带滤光片对应的图像均完成探测，即完成一个周期的测量；

S5处理、计算所有图像数据，获取图像中每个像素的光谱反射比及颜色参数。

进一步地，所述S5至少对图像进行包括降噪、对比度增强、复原中的一种处理。

在结合附图阅读本发明的具体实施方案的以下描述之后，本发明的其它方面和特征对于本领域普通技术人员将变得显而易见。

附图说明

图1为本发明一实施方式中测色装置一示意图；

图2为本发明一实施方式中测色装置另一示意图；

图3为本发明一实施方式中测色装置光路示意图；

图4为窄带滤光片理想状态下，无交叠设置对应的透过率以及模拟测量值；

图5为窄带滤光片依次在1％、2％、5％误差下的模拟透过率示意图；

图6为窄带滤光片依次在10％、15％、25％、35％误差下的模拟透过率示意图；

图7为窄带滤光片1％、2％、5％误差下测量值与理想状态的差值；

图8为窄带滤光片10％、15％、25％、35％误差下测量值与理想状态的差值；

图9为本发明一实施方式中色轮示意图；

图10为本发明一实施方式中色轮上所有窄带滤光片的光谱透过率曲线示意图；

图11为本发明另一实施方式中测色装置一示意图；

图12为本发明另一实施方式中测色装置的另一示意图；

图13为本发明另一实施方式中测色装置光路示意图。

主要元件符号说明

测色装置	10
		积分球	101
待测品窗口	1011
		出射窗口	1012
光吸收阱	1013
		通光通道	1014
环状间隙	1015
		环状	1016
成像光路	102
		照明部件	103
图像传感器	104
		电机	105
色轮	106
		窄带滤光片	1061
透镜	1062

具体实施方式

为了使发明的目的、原理、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，正如本发明内容部分所述，此处所描述的具体实施例用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要特别说明的是，根据说明书的文字或者技术内容可以确定的连接或位置关系，为了图画的简洁进行了部分的省略或者没有画出全部的位置变化图，本说明书未明确说明省略的或者没有画出的位置变化图，不能认为没有说明，为了阐述的简洁，在具体阐述时不再一一进行说明，在此统一说明。

测色装置是一种通过采集待测品的反射光信息以测量待测品颜色的仪器。在进行实际测量过程中，影响待测品的颜色测量结果除了物体本身的反射因素外，还包括光源的光谱、图像传感器的参数，以及待测品与光源、图像传感器的在测色装置结构上的相对位置，也即测色装置进行反射测量的几何条件。

对于平面多色块图案，常采用多光谱成像装置，即在预定的光谱覆盖范围内的数十或数百条光谱波段对目标物体连续成像。多光谱图像是指对不同波长(多个邻接光谱带)下采集的相同目标对象的一组10幅或更多幅图像进行颜色复现等处理而获得的单幅图像，此过程视为一个周期。因此，在对平面多色块图案进行测色时，除了光路设计需要满足反射测量的几何条件外，还需要考虑多个邻接光谱带测量效率。

作为本申请测色装置10的一个实施例，请参见图1至图3，包括：积分球101，所述积分球101开设有用于对准待测品的待测品窗口1011，以及用于供所述待测品的反射光线穿过的出射窗口1012；

成像光路102，所述成像光路102正对所述积分球101上的出射窗口1012；

图像传感器104，所述图像传感器104正对所述成像光路102，所述成像光路102位于所述图像传感器104与出射窗口1012连线之间，用于接收所述待测品窗口1011处的所述待测品的反射光线；

位于积分球101内的照明部件103，所述照明部件103包括至少一个用于向所述积分球101内部投射的光源；

以及位于出射窗口1012与成像光路102中间的色轮106，所述色轮106含有多个窄带滤光片1061，所述窄带滤光片1061以带宽有交叠型设置，相邻窄带滤光片1061带宽的交叠范围在5％以内，所述窄带滤光片1061的组合带宽至少覆盖可见光全光谱范围。

通过以上的测色装置，实现了平面图案的多通道颜色测量，可以获取待测品窗口1011处图案的每一个像素点的光谱反射比曲线。在此基础上，实现对待测品窗口1011范围内的任意像素进行光谱反射比、颜色的分析，实现对待测品窗口1011范围内的光谱反射比二维分布、颜色二维分布的分析，以及对相同图案表面的精准点对点的反射光谱比、颜色对比二维分布的分析。

术语“图像传感器104”在本申请文件中指代具有被配置成对场景或平面主体进行成像的至少一个光学光圈和传感器阵列的任何成像组件，传感器对光作出响应。在一些实现中，传感器可以是CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)元件，也可以是CCD(charge coupled device，电荷耦合元件)元件但也设想了其他合适的架构。例如，对于基于硅的传感器，波长响应的范围可以从300纳米至1100纳米。

对于成像光路102，所述成像光路102用于耦合待测品窗口1011发出的反射光线，那么对于成像光路102的光学元件的设置，具备实现耦合反射光线的功能，即只有待测品窗口1011的反射光线才可以沿成像光路102被图像传感器104探测。进一步地，成像光路102接收的反射光线的具体成分(漫反射、镜面反射)根据预定的几何测量条件而定。例如根据CIE(Commission Internationale de l′Eclairage，国际照明委员会)15:2004推荐的有d:d、di:8°、8°：di、8°:de、de:8°、d:0°、45x:0°等。

可以理解，所述窄带滤光片1061指在特定的波段允许光信号通过，而偏离这个波段以外的两侧光信号被阻止，窄带滤光片1061的通带相对来说比较窄，一般为中心波长值的5％以下，举例说明，对于中心波长为420纳米的窄带滤光片1061，其通带在22nm以下。

以下对窄带滤光片1061的设置方式进行说明。通常而言，有交叠型的滤光片设置会引起测量误差，但申请人通过模拟计算发现，控制滤光片的交叠区域在一定范围，测量结果仍满足国家一级计量标准。具体地，请参见图4至图8，申请人模拟在D65光源条件下、1964CIE XYZ三刺激值函数进行计算5个陶瓷片(白、黄、红、绿、蓝)的颜色值。具体地，图4为理想滤光片透过率形成的无交叠型设置下，测得的5个陶瓷片的各参数；图5至图6为依次设置窄带滤光片存在1％、2％、5％、10％、15％、25％、35％的管光谱透过率误差下的模拟透过率示意图；图7至图8分别对应图5与图6的滤光片设置下的5个陶瓷片的测量值以及各自与图4的无交叠型(理想条件下)窄带滤光片1061测量值的对比。表格下方列有对应国家计量检定规程《JJG595-2002测色色差计》规定的计量标准参考数值，显然，即使在窄带滤波片具有35％的透过率误差情况下，与标准的误差远低于该标准规定下的一级计量合格标准(△Y≤1.5△x≤0.02△y≤0.02)。

对于窄带滤光片1061的中心波长以及数量的设置，可选的，设置窄带滤光片1061中心波长最短为400nm，所述窄带滤光片1061中心波长的等间距，带宽间隔20纳米，那么色轮106上设置有16个窄带滤光片1061，那么所述窄带滤光片1061的组合带宽至少覆盖可见光全光谱范围，即400nm至700nm的范围。当然，在确定的光谱范围以及确定的窄带滤光片1061中心波长的间距前提下，窄带滤光片1061的数量即确定，例如，可见光全光谱范围内，间距10nm所对应设置的窄带滤光片1061的数量为31个；另外，对于台式的测色装置，窄带滤光片1061的组合带宽至少覆盖380nm至780nm的范围，那么对应的，间距10nm前提下，设置41个窄带滤光片1061。可以理解，设置的窄带滤光片1061的数量越多，对应完成一个周期的测量所需的时间越长，但获得的光谱反射率曲线精确度越高，对于本领域的普通技术人员而言，窄带滤光片1061的间距具体可以根据对精确度与测量时间的侧重而对应设置。

因此，有交叠型滤光片设置下，窄带滤光片1061的交叠范围控制在带宽的35％以内，其测量误差远低于标准规定的误差值。从而，对于窄带滤光片1061本身的0.5％至1％(小于5％)的透过率而言，形成的有交叠型滤光片设置，测量误差远低于该标准规定下的一级计量合格标准，基于此，设置对应窄带光源以消除窄带滤光片1061本身的透过率误差并不是必须的，反而，在存在透过率误差的情况以及满足测量误差标准的前提下，不设置对应起修正作用的窄带光源，形成有交叠型滤光片设置形式，其光能利用率高，同时完成一个周期的测量速度较快，即获取多幅图像的速度快。

可以理解，本申请不追求窄带滤光片1061本身的透过率误差，因此本申请所指的窄带滤光片1061中心波长等间距是依据窄带滤光片1061本身出厂标定的数值。从而由于窄带滤光片1061本身的误差导致实际上窄带滤光片1061间的排列属于有交叠排列。示例性的，如图10为本发明一实施方式中色轮106上所有窄带滤光片1061的光谱透过率曲线示意图，在标定中心波长等间距为20nm的设置下，窄带滤光片1061呈有交叠型排列。

当然，为了在追求更高的光能利用率以及满足国家一级测量标准规定的测量误差两者间折中，在一种实施例中，相邻窄带滤光片1061的带宽交叠范围在35％以内。

以下对上述实施例的测色装置工作过程进行说明。当开始测量时，所述待测品窗口1011贴紧待测品，点亮光源，电机105驱动旋转色轮106，使色轮106上第1片窄带滤光片1061处于出射窗口1012和成像光路102之间，光源发出的光被积分球101腔体均匀化后照射在待测品窗口1011中的待测品上，待测品表面反射照明光，反射光通过出射窗口1012出射，依次通过色轮106上设置的第1片窄带滤光片1061，进入成像光路102，然后将待测品窗口1011成像到图像传感器104上并被探测，完成第1片窄带滤光片1061所对应的图像探测；

继续旋转色轮106，使色轮106上第2片窄带滤光片1061处在出射窗口1012和成像光路102之间,重复以上操作，完成第2片窄带滤光片1061所对应的图像探测；

继续旋转色轮106，直到所有组成预定光谱覆盖范围的窄带滤光片1061对应的图像均完成探测，即完成一个周期的测量。可以理解，一个测量周期内，每个窄带滤光片1061都有且只有一次正对所述积分球101上的出射窗口1012，另外测量周期的长短取决于色轮106的切换速度。

可以理解，对于窄带滤光片1061的切换顺序本申请不作限定，可选的，可以依据窄带滤光片1061的中心波长由小至大依次对准成像光路102，只需满足组成预定光谱范围的窄带滤光片1061在一个测量周期内均至少依次对准成像光路102即可。

通过对所有图像数据的处理、计算，即可获取多幅图像中同一位置像素的光谱反射比及颜色参数，可以理解，此处对于图像数据的处理至少包括降噪、对比度增强、复原中的一种。可选的，所述光源、图像传感器104与电子***连接，电子***驱动所述光源同时发光并读取图像传感器104的数据。

可以理解，本申请所提出的测色装置中，设计光路除了满足前述测量平面图***颜色信息，同样适用于色差测量。例如，根据待测品图像以及标准样品图像每一像素点的光谱反射率曲线，从而根据该反射率曲线进行待测品图案与标准样品的色差比对。更具体的，如转换为1964CIE RGB、1964CIE XYZ、1976CIEL*a*b*色彩空间对应的三刺激值，得到2个图像每一像素点的色差值。但对于光谱反射率曲线的测量，同样需要旋转色轮106使所有窄带滤光片1061均依次对准成像光路102，与测色所需的时间相同。而事实上，对于色差的测量，并不需要两次测量中待测品图像与标准样品图像颜色信息的绝对准确，保证两次图像的探测在同一测量条件下，使二者的测量误差保持一致，那么色差的测量值仍可保持较高的准确度，从而满足生产线产品的快速色差测量。

因此，作为本申请的另一个的实施例，色轮106上还设置有一个透镜1062，其与16个窄带滤光片1061在色轮106上相对位置如图9所示，色轮106上按照角度对透镜1062与窄带滤光片1061分区，窄带滤光片1061每相隔20°设置。在需要测色时，色轮106旋转300°，完成一个周期的探测后，电机105驱动的色轮106空转复位。例如，测色时，色轮106顺时针旋转，窄带滤光片1061依次对准成像光路102，对应每一窄带滤波片被图像传感器104探测形成一个图像，从而完成一个周期的探测。应当注意，此实施方式下，完成一个周期的测量，色轮106旋转一周，对应的完成测量后色轮106逆时针空转复位，以备下一个周期的测量。

而在测量色差时，切换透镜1062正对所述积分球101的出射窗口1012，光源发光，图像传感器104探测待测品窗口1011的整个图案，实现多通道的颜色测量，获取图案每一像素点的RGB值。在此基础上，进行每个像素位置的对待测品图像与标准样品图像的像素位置色差对比，即像素位置对准之后，对两幅图像的同一像素位置的对应RGB值进行比较，实现对待测品窗口1011任意像素位置进行色差的分析，完成对待测品窗口1011范围内精准的色差二维分布的分析。

也即在该实施例中，色轮106上60°对应测色差功能，300°对应测色功能。从而，由于测量颜色、测量色差两种功能在全光谱光源、积分球101条件、成像光路102、图像探测等条件相同，使本申请所提出的测色装置既可以完成准确的颜色测量也可以完成低功耗、快速的色差测量。

当然，对于本领域的普通技术人员而言，测色差与测色功能的区域分布可根据窄带滤光片1061的数量作其他常规设计。

应当注意，该实施例的测色装置采用窄带滤光片1061进行测色或者测色差与采用透镜1062进行色差测量所获取的参数是不同，前者需要获取预定光谱范围下像素点完整的光谱反射率曲线，后者需要获取像素点的RGB信息。

可选的，对于照明部件103的选择，可以是卤素灯或者是LED光源，只需保证的标准样品与待测品的图像以及RGB信息的探测是在同一光源条件下进行的。优选地，所述照明部件103选择LED光源，因为LED光源各波段能量较为均匀且响应时间快。进一步的，对于同时发光的光源数量，一般由多个光源组成预定的光谱范围，当然，若单个光源的光强满足测量要求时，也可以采用单个光源提供照明。

进一步地，为了避免在测量时,光源发出的光直射待测品窗口1011，光源与待测品之间的连线设置有挡板。

应当注意，CIE规定了十种反射测量的几何条件，典型的有di：8°几何条件，即成像光路102接受的待测品表面的反射光包含镜面反射的成分。对应的在本实施例中，如图3所示，可选的，所述出射窗口1012的中心和所述待测品窗口1011的中心之间的连线与待测品窗口1011的法线夹角为8度，更进一步的，所述积分球101上半部分为半球形、下半部分为圆锥形，对于LED光源的设置形式，所述LED光源设置在所述积分球101上半部分。

具体的，积分球101内的光路如图3所示，积分球101内，LED光源发光，经过匀化，照射在位于待测品窗口1011处的待测品表面，该表面漫反射以及镜面反射光由积分球101上的出射窗口1012射出，并由位于同一直线的成像光路102接收，进而被图像传感器104探测采用di：8°这一测量方法得到的结果可以有效排除样品表面结构的影响，对于诸如有纹理纸张、金属，以及纺织品等样品的颜色测量尤为重要。

当然，可以理解，在di：8°测量条件下，可选的，在积分球101上设置光吸收阱1013，相对成像光路102所在侧，其设置于待测品窗口1011法线的另一侧。通过光吸收阱1013对光线的吸收，避免光吸收阱1013处的光线对所述待测品窗口1011产生镜面反射，避免该镜面反射的光线进入成像光路102，实现了对镜面反射成分的消除。所述电机105用于驱动光吸收阱1013打开(消除镜面反射成分)或者关闭(包含镜面反射成分)。

作为积分球101几何条件的另一种实施方式，采用CIE规定的45°的测量方式。可以理解，45°指对于待测品表面，LED光源从与待测品表面法线夹角为45度的方向进行照明，成像光路102、图像传感器104与待测片表面法线方向位于同一直线。

在该种实施方式下，作为积分球101另一种结构形式，参见图11至图13，所述积分球101包括上半腔与下半腔，上半腔与下半腔错位，所述成像光路102与上半腔连接，且成像光路102一端延伸至上半腔中形成通光通道1014，成像光路102的另一端连接图像传感器104；具体如图11所示，在一次测量中，点亮LED光源，积分球101的上半腔的内壁被照亮，光线在上半腔内壁匀化后，通过上下半腔间的环状间隙1015传播至下半腔、待测品窗口1011。待测品表面的反射光依次经过通光通道1014、成像光路102、被图像传感器104探测。

应当注意，对于积分球，其理想条件至少包括以下：(1)积分球101的内表面是完整的几何球面；(2)积分球101内表面上每一点的半径相同；(3)积分球101内壁是均匀漫反射面；(4)积分球101内壁对各种波长的入射光线具有相同的漫反射比。显然，在图11至图13的实施例中，事实上只需上半腔满足该积分球101的理想条件，整体而言，上半腔与下半腔组成的本申请所述“积分球101”的结构，包含满足理想积分球101条件的上半腔部分，从而，本申请所述“积分球101”应当扩大理解为一类具备匀光作用的腔体，其包含具备理想积分球101条件的结构，而不限定为其整体都满足理想积分球101条件。

可以理解，无论是di：8°还是45°的测量条件，都满足所述成像光路102位于所述图像传感器104与出射窗口1012连线之间，用于接收所述待测品窗口1011处的所述待测品的反射光线。另外，值得注意，在图11至图13所示的实施例中，在待测品窗口1011处还设置有环状1016。所述环状1016表面的反射光可沿通光通道1014被图像传感器104探测，以用于校准。

值得一提的是，本发明的所提出测色装置采用单光路的形式，实现了现有双光束测色装置中的分光探测器用于测色的功能，减少了一个光路的使用，并用图像传感器取代了光谱传感器，有效降低了用于测色的仪器成本和装配复杂度。对于单光路的定义以及说明，可以参考公开的中国专利：CN201822090184.1。

值得注意的是，上述实施例中，所包括的各个模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于多光谱成像的测色装置，其特征在于，包括：

积分球，所述积分球开设有用于对准待测品的待测品窗口，以及用于供所述待测品的反射光线穿过的出射窗口；

成像光路，所述成像光路正对所述积分球上的出射窗口；

图像传感器，所述图像传感器正对所述成像光路，所述成像光路位于所述图像传感器与出射窗口连线之间，用于接收所述待测品窗口处的所述待测品的反射光线；

位于积分球内的照明部件，所述照明部件包括至少一个用于向所述积分球内部投射的光源；

以及位于出射窗口与成像光路中间的色轮；所述色轮含有多个窄带滤光片，多个所述窄带滤光片有交叠型设置，相邻窄带滤光片带宽的交叠范围在35％以内，所述窄带滤光片的组合带宽至少覆盖可见光全光谱范围。

2.如权利要求1所述的测色装置，其特征在于，所述色轮还设置有一个透镜。

3.如权利要求2所述的测色装置，其特征在于，所述窄带滤光片中心波长等间距，带宽均为20纳米，色轮上设置有16个窄带滤光片。

4.如权利要求2所述的测色装置，其特征在于，所述测色装置用于测色时，在一个测量周期内，每个窄带滤光片都有且只有一次正对所述积分球上的出射窗口。

5.如权利要求3所述的测色装置，其特征在于，所述窄带滤光片与透镜分区设置，窄带滤光片位于色轮的300°范围内，透镜位于色轮的60°范围内。

6.如权利要求3所述的测色装置，其特征在于，所述光源、图像传感器与电子***连接，电子***驱动所述光源发光并读取图像传感器的数据。

7.如权利要求6所述的测色装置，其特征在于，所述出射窗口的中心和所述待测品窗口的中心之间的连线与待测品窗口的法线夹角为8度。

8.如权利要求6所述的测色装置，其特征在于，所述出射窗口的中心和所述待测品窗口的中心之间的连线与待测品窗口的法线夹角为0度。

9.一种如权利要求2所述测色装置的测色方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、所述待测品窗口贴紧待测品，点亮光源，光源发出的光被积分腔均匀化后照射在待测品窗口中的待测品上，待测品表面反射照明光；

S2、电机驱动旋转色轮，使色轮上第1片窄带滤光片处于出射窗口和成像光路之间，反射的照明光通过出射窗口出射，依次通过色轮上设置的第1片窄带滤光片，进入成像光路；

S3、图像传感器探测待测品窗口的成像，完成第1片窄带滤光片所对应的图像探测；

S4、重复S2与S3，直到所有组成预定光谱覆盖范围的窄带滤光片对应的图像均完成探测，即完成一个周期的测量；

S5、处理、计算所有图像数据，获取图像中每个像素的光谱反射比及颜色参数。

10.如权利要求9所述的测色方法，其特征在于，所述S5至少对图像进行包括降噪、对比度增强、复原中的一种处理。

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