CN114127522A - 用于效果颜色的鲁棒颜色匹配和调节过程的方法和*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于提供用于匹配和调节目标涂层和至少一个样本涂层的颜色的匹配度量的计算机实现的方法，该方法至少包括以下步骤：经由至少一个通信接口，获得以至少一个光泽几何形状而确定的样本涂层的光谱曲线(335、345、355)和目标涂层的光谱曲线(330、340、350)；产生目标涂层和样本涂层的归一化光谱曲线的归一化一阶导数值；产生目标涂层和样本涂层的归一化一阶导数值之间的差值；至少基于针对至少一个光泽几何形状产生的差值，产生针对目标涂层和样本涂层的第一匹配度量；基于第一匹配度量产生匹配度量。本发明还涉及相应的***。
Description
技术领域
本公开涉及一种方法和***，用于提供用于颜色匹配的匹配度量以及将至少一个样本涂层与目标涂层进行调节(adjust)或将至少一个样本涂层调节至目标涂层。
背景技术
通常，效果颜色包括铝和/或干涉(interference)颜料薄片(flake)。这些类型的颜料薄片就像涂料中的小镜子一样，并且具有各向异性的光反射行为。光反射强烈取决于干涂料中的颜料薄片的取向分布。
干涂料层(以下也称为“涂层”或“颜色涂层”)中的效果颜料薄片的取向在很大程度上取决于涂料施加和干燥过程，并且难以控制。涂料施加过程中(特别是在手动喷涂过程中)的微小过程变化通常是显著的。这就是为什么今天经常使用自动/机器人应用过程以便减少差异的原因。
所描述的变化也对颜色匹配和调节过程具有强烈影响。效果颜料取向的变化会导致所测量的颜色涂层的光反射的不确定性(这可能会因应用而异)。在颜色匹配和调节过程中，每个颜色偏差(尤其是由薄片取向的变化引起)启动匹配算法，以补偿产生的颜色差异的方式修改涂料配方(formulation)/配方(formulas)。颜色调节是迭代过程。如果薄片取向和颜色在逐级调节中发生变化，则颜色调节过程会缓慢收敛(converge)。
因此，本公开的目的是提供在颜色匹配和调节过程中考虑效果颜料取向的变化的可能性。
发明内容
本公开提供具有独立权利要求的特征的***和方法。实施例是从属权利要求以及描述和附图的主题。
今天，颜色匹配和调节过程基于使用多角度光谱仪(例如，
I或XRite
系列光谱仪)进行的数字颜色测量。颜色涂层的反射率是从几个几何形状(geometry)(照明和观察方向/角度)测量的。典型的测量几何形状(以下也称为测量几何形状)是相对于涂层的表面法线所测量的45°固定照明角度和-15°、15°、25°、45°、75°、110°的视角，每个测量角相对于镜面反射角(即镜面方向)，镜面方向定义为与相应光线的入射方向与颜色涂层表面的法线成相同角度的出射方向。一种是指光泽(gloss)几何形状，当视角选自包括-15°、15°和25°的组时，每个角都相对于镜面反射角测量；一个是指闪烁(flop)几何形状，当视角从包括45°、75°和110°的组中选择时，每个角都相对于镜面反射角测量。还可以保持视角恒定并改变照明角度。在本公开的范围内，术语“测量几何形状”和“测量值几何形状”同义使用。
颜色匹配和调节过程的已知基本结构：
1.测量目标颜色的光谱曲线，即目标涂层(光谱曲线)
2.测量样本颜色的光谱曲线，即样本涂层(光谱曲线)
3.计算目标颜色和样本颜色(即目标涂层和样本涂层)的颜色值，例如在CIELab*颜色空间中(Lab*或LCh*值)
4.确定目标颜色与样本颜色(即所有几何形状的目标涂层和样本涂层)之间的颜色差度量(“成本函数”)，例如CIE dE*
5.修改样本涂层的配方，使得颜色差度量(“成本函数”)最小化(通常由颜色匹配算法完成)。
确定的目标颜色与样本颜色之间(即目标涂层与样本涂层之间)的色差产生于至少三个效果：
1.非最优涂料配方
2.效果颜料取向的差异/变化
3.效果颜料取向的***差异
非最优涂料配方会导致样本涂层的***性色差，并且应该通过颜色匹配算法经由修改相应的配方进行校正。效果颜料取向的差异是统计误差。作为可变误差/偏差，它们会干扰颜色匹配算法并导致调节过程的不良收敛。效果颜料取向的***差异(这可能是由例如不同的涂料施加过程(不同的喷枪、干燥过程等)引起)会导致样本涂层的***(和恒定)色差，并且应该通过颜色调节算法进行补偿。
已经发现，由薄片取向的变化引起的颜色差异通常影响比闪烁几何形状(例如，45°、75°、110°的测量几何形状)更强的光泽几何形状(例如-15°、15°、25°的测量几何形状)，并且它们对亮度(lightness)和色度(chroma)度量比对色调(hue)度量影响更大。
今天，该问题的解决方案是仅采用低加权因子(或完全忽略其中一些几何形状)来评估光泽几何形状的色差度量。但在许多情况下，光泽几何形状包括有关效果着色和色调的重要特征信息。
作为更好的解决方案，本公开根据权利要求1提供了一种用于提供用于匹配和调节目标涂层和至少一个样本涂层的颜色的匹配度量的计算机实现方法，该方法至少包括以下步骤：
a)经由至少一个通信接口获得目标涂层的色度(colorimetric)数据和样本涂层的色度数据，其中，目标涂层的色度数据包括以一个或多个测量几何形状而测量的目标涂层的光谱曲线，并且样本涂层的色度数据包括以一个或多个测量几何形状而确定的样本涂层的光谱曲线，其中，一个或多个测量几何形状中的至少一个测量几何形状是光泽几何形状；以及
通过使用一个或多个处理器：
b)通过使用非线性标度(scaling)函数对以一个或多个测量几何形状中的相应测量几何形状而测量的目标涂层的光谱曲线和以一个或多个测量几何形状中的相应测量几何形状而确定的样本涂层的光谱曲线中的每一条光谱曲线进行归一化；
c)至少针对一个或多个测量几何形状的至少一个光泽几何形状以及针对多个波长值，产生以一个或多个测量几何形状中的相应几何形状而测量的目标涂层的相应归一化光谱曲线的归一化一阶导数值以及以一个或多个测量几何形状中的相应测量几何形状而确定的样本涂层的相应归一化光谱曲线的归一化一阶导数值；
d)至少针对至少一个光泽几何形状以及针对多个波长值中的每个波长值，产生目标涂层的归一化反射曲线的归一化一阶导数值与样本涂层的归一化反射曲线的归一化一阶导数值之间的差值；
e)至少基于针对至少一个光泽几何形状产生的差值，产生针对目标涂层和样本涂层的第一匹配度量；
f)基于第一匹配度量产生匹配度量，并且在输出设备上输出产生的匹配度量。
在本公开的范围内，术语“光谱曲线”、“光谱反射曲线”和“反射曲线”同义使用。
根据一方面，目标涂层的光谱曲线和样本涂层的光谱曲线分别由目标涂层的反射率值和样本涂层的反射率值定义，它们已经针对多个波长值被测量或确定。至少针对一个或多个测量几何形状的至少一个光泽几何形状，以一个或多个测量几何形状中的相应测量几何形状而测量的目标涂层的反射率值以及以一个或多个测量几何形状中的相应测量几何形状而确定的样本涂层的反射率值中的每一个通过使用标度函数(例如非线性标度函数)进行归一化。此外，至少针对一个或多个测量几何形状的至少一个光泽几何形状，生成来自多个波长值中的每个波长值的目标涂层的归一化反射率值的目标涂层的归一化反射曲线以及来自多个波长值中的每个波长值的样本涂层的归一化反射率值的样本涂层的归一化反射曲线。
针对多个波长值以及至少针对一个或多个测量几何形状的至少一个光泽几何形状，产生目标涂层的归一化反射曲线相对于波长的归一化一阶导数值和样本涂层的归一化反射曲线相对于波长的归一化一阶导数值。最后，至少针对一个或多个测量几何形状的至少一个光泽几何形状以及针对多个波长值的每个波长值，生成目标涂层的归一化反射曲线的归一化一阶导数值与样本涂层的归一化反射曲线的归一化一阶导数值之间的差值。第一匹配度量是基于针对所有多个波长值的差值产生的。
根据所提出的方法的一个可能实施例，目标涂层的归一化一阶导数值和样本涂层的归一化一阶导数值分别相对于波长被转换成角度表示。
根据所提出方法的一个实施例，针对每个波长值，目标涂层的归一化一阶导数值和样本涂层的归一化一阶导数值分别表示为根据以下公式的二维向量：
其中
以及
Δλi＝λi+1-λi
其中
指示目标涂层在波长值λi处的归一化反射率值，
指示目标涂层在波长值λi+1处的归一化反射率值，
指示样本涂层在波长值λi处的归一化反射率值，
指示样本涂层在波长值λi+1处的归一化反射率值，k1是非线性阻尼参数，例如，k1＝0，005，并且
指示两个归一化向量
和
之间的角度，向量
指示目标涂层在λi处的反射曲线的归一化梯度并且向量
指示样本涂层在λi处的反射曲线的归一化梯度。因此，
指示波长值λi处两条光谱曲线之间的一种归一化差值/角度。
根据一个方面，多个波长值的波长值选自最小波长值至最大波长值的区间，最小波长值约为420nm，并且最大波长值约为680nm，即：
λi＝λmin，...，λmax
λmin≈420nm
λmax≈680nm
其中，在λmin和λmax之间测量的反射率值的数量为n，并且相应反射率值的指数i∈[0，...(n-1)]。
由于人眼特别在400nm至700nm范围内工作，因此该波长值范围非常相关。由于涂层中的添加剂(例如紫外线阻滞剂(UV-blocker))引起的测量不确定性，低于420nm的光谱范围可以从分析中排除。由于涂料层对遮盖(hiding)力的限制以及由此产生的对基材颜色的干扰，高于680nm的光谱范围可以从分析中排除。
所提出的第一匹配度量允许识别目标涂层和样本涂层之间的差异，即使与目标涂层相关联的颜色和与样本涂层相关联的颜色位于CIELab*空间中的相同点或相邻点。因此，可以考虑和识别同色异谱效应。
目标涂层的归一化光谱反射曲线由归一化反射率值
给出/定义。
样本涂层的归一化光谱反射曲线由归一化反射率值
给出/定义。
出于比较的目的，反射率值通过标度函数归一化，该标度函数被选为非线性标度函数fref，smp，特别如下：
其中
其中
其中Rref/smp，center由如下给出
其中
并且
其中
指示
和
二者，其中
是目标涂层在波长值λi处的反射率值，并且
是样本涂层在波长值λi处的反射率值。
非线性标度函数fref，smp是指亮度(L*)算法，用于将颜色从XYZ颜色空间转换为CIELab*颜色空间。L*度量旨在模拟人眼亮度的对数响应。标度函数试图将亮度的可感知性线性化。
根据所提出方法的一个方面，如下选择第一匹配度量：
其中n是整数，并且k2是线性比例因子，例如k2＝0.65。
根据所提出方法的另一方面，如下选择第一匹配度量：
其中n是整数，并且
是线性比例因子，例如
参数k1和参数k2、
是可自由选择的，以便共同定义(见上述公式)第一匹配度量值的标度dShape，dShape*。
特别有利的是，第一匹配度量用于目标涂层和样本涂层二者都包括效果颜料的情况。第一匹配度量可以解释效果颜料取向的变化，这可能导致测量的颜色涂层的光反射的不确定性。由薄片/效果颜料取向的变化引起的颜色差异通常比闪烁几何形状(45°、75°、110°)对光泽几何形状(-15°、15°、25°)的影响更大，并且它们对亮度和色度度量比色调度量影响更大。第一匹配度量被确定为对由薄片/效果颜料取向的变化引起的颜色差异不敏感。第一匹配度量产生标度中的值，即标度(scale)空间与CIELab*颜色空间和CIELab*颜色空间中定义的颜色距离度量(如例如亮度差度量dL*和色差度量dE*)的标度空间相当。因此，在颜色匹配、调节和搜索过程中可获得和可用的大多数色度数据可以以可比较的标度提供，使得便于在整体视图中色度数据的解释。由于标度函数，第一匹配度量的获得值可以被解释而不管目标涂层的绝对颜色坐标，特别是不管其亮度L*。
在所提出的方法的另一个实施例中，该方法进一步包括以下步骤：
g)经由至少一个通信接口获得目标涂层的进一步色度数据和样本涂层的进一步色度数据，其中，目标涂层的色度数据包括以一个或多个测量几何形状而测量的目标涂层的色度坐标，并且样本涂层的色度数据包括以一个或多个测量几何形状而确定的样本涂层的色度坐标，其中，一个或多个测量几何形状中的至少一个测量几何形状是闪烁几何形状；
以及通过使用一个或多个处理器
h)基于目标涂层的色度坐标和样本涂层的色度坐标，至少针对至少一个闪烁几何形状产生色差值；
i)至少基于针对至少一个闪烁几何形状产生的色差值，产生针对目标涂层和样本涂层的第二匹配度量；
j)通过第二匹配度量放大(即，增强)匹配度量。
匹配度量现在考虑了闪烁几何形状和光泽几何形状二者。因此，修改样本涂层的初始配方以最小化第一匹配度量和第二匹配度量二者。
用于获得色度坐标的一个或多个测量几何形状可以包括用于获得光谱曲线的一个或多个测量几何形状中的至少一种。这意味着在步骤g)中提到的一个或多个测量几何形状的组可以至少与在步骤a)中提到的一个或多个测量几何形状的组重叠。然而，步骤a)的一种或多种测量几何形状的组包括至少一个光泽几何形状，而步骤g)的一种或多种测量几何形状的组包括至少一个闪烁几何形状。
根据本公开的另一方面，该方法进一步包括以下步骤：
k)使用一个或多个处理器修改样本涂层的初始配方以最小化匹配度量。
样本涂层的初始配方/配方可以预先给定或可以从包括涂层组合物的配方和相关色度数据的配方数据库中选择。色度数据(特别是样本涂层的预先给定的初始配方的光谱曲线)可以通过辐射传递模型测量或确定，例如物理模型(如例如“Kubelka-Munk”模型)或统计模型(如例如神经网络)，其已通过针对参考应用过程获得的训练数据进行训练。
“修改”包括将一种或多种组分混合到初始配方中和/或从初始配方中省略一种或多种组分和/或改变初始配方的一种或多种组分的相应浓度/量，从而获得修改的配方。
根据所提出的方法的另一实施例，至少一个光泽几何形状的光泽几何形状选自包括-15°、15°和25°的组，每个角度都相对于镜面反射角测量。
根据所提出的方法的另一实施例，至少一个闪烁几何形状的闪烁几何形状选自包括45°、75°和110°的组，每个角度都相对于镜面反射角测量。
在本公开的一个可能方面，第一匹配度量基于分别针对一个或多个测量几何形状的至少一个光泽几何形状的目标涂层(仅)的归一化光谱曲线的归一化一阶导数值与针对一个或多个测量几何形状的至少一个光泽几何形状的样本涂层(仅)的归一化光谱曲线的归一化一阶导数值之间的差值产生，从而形成光泽匹配度量。此外，第二匹配度量是基于(仅)针对至少一个闪烁几何形状产生的色差值产生的，从而形成闪烁匹配度量。
因此，根据所提供方法的一个实施例，建议仅针对闪烁几何形状(或也针对光泽几何形状具有小的加权因子)评估色差度量(第二匹配度量)，从而形成闪烁匹配度量，并针对光泽几何形状评估单独的度量(第一匹配度量)，从而形成光泽匹配度量。光泽匹配度量应该过滤掉效果颜料取向的差异，并尽可能多地保留关于目标涂层中颜料选择的特征信息。
关于涂料中(即分别在目标涂层和样本涂层中)的着色的特征信息包括在测量的光谱曲线(特别是测量的反射曲线)的相应形状中。在本公开的范围内，术语“光谱曲线”和“反射曲线”同义使用。颜料具有典型的吸收和散射特性，其在光谱曲线中产生特征指纹。对于分析，反射率值的绝对强度不如反射率/光谱曲线的形状重要，其可以通过归一化光谱曲线的一阶导数进行编码。
根据本公开，光泽几何形状的有用度量是目标涂层和样本涂层的归一化光谱曲线的归一化一阶导数之间的差异。该度量包括有关光谱曲线的形状的信息，但不包括有关反射率值的绝对强度的信息。
在本公开的另一个可能的方面，还可以基于针对一个或多个测量几何形状(光泽几何形状和闪烁几何形状)中的至少一个的第一和第二匹配度量的组合，例如通过针对每个测量几何形状的第一和第二匹配度量的加权和，从而形成混合度量，来计算匹配度量。
使用相应归一化光谱曲线的归一化一阶导数值作为匹配度量的策略，特别是对于光泽几何形状(例如-15°、15°、25°)以便过滤掉由涂料施加变化引起的干扰但保留有关涂料中着色的特性信息，也可以与颜色搜索、匹配和调节领域的其它度量(例如与色差度量和可选的纹理差异度量)相结合。
本公开进一步涉及一种用于提供用于匹配和调节目标涂层和至少一个样本涂层的颜色的匹配度量的***，该***包括：
A)计算设备；
B)计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储在在功能上耦合到计算设备的计算机可读存储介质上的计算机可执行代码并且使计算设备在操作时执行计算过程，该计算过程包括以下步骤：
B1)获得目标涂层的色度数据和样本涂层的色度数据，其中，目标涂层的色度数据包括以一个或多个测量几何形状而测量的目标涂层的光谱曲线，以及样本涂层的色度数据包括以一个或多个测量几何形状而确定的样本涂层的光谱曲线，其中，一个或多个测量几何形状中的至少一个测量几何形状是光泽几何形状；
B2)通过使用非线性标度函数对以一个或多个测量几何形状中的相应测量几何形状而测量的目标涂层的光谱曲线和以一个或多个测量几何形状中的相应测量几何形状而确定的样本涂层的光谱曲线中的每一条光谱曲线进行归一化；
B3)至少针对一个或多个测量几何形状的至少一个光泽几何形状以及针对多个波长值，产生以一个或多个测量几何形状中的相应测量几何形状而测量的目标涂层的相应归一化光谱曲线的归一化一阶导数值以及以一个或多个测量几何形状中的相应测量几何形状而确定的样本涂层的相应归一化光谱曲线的归一化一阶导数值；
B4)至少针对一个或多个测量几何形状的至少一个光泽几何形状以及针对多个波长值的每个波长值，产生目标涂层的相应归一化光谱曲线的归一化一阶导数值与样本涂层的相应归一化光谱曲线的归一化一阶导数值之间的差值；
B5)至少基于针对至少一个光泽几何形状产生的差值，产生针对目标涂层和样本涂层的第一匹配度量；
B6)基于第一匹配度量产生匹配度量，并经由一个或多个输出单元(即，输出设备)输出产生的匹配度量。
根据所提出的***的一个实施例，该***进一步包括：
c)颜色测量设备；
D)配方数据库，其包括涂层组合物的配方和相关的色度数据；
其中，计算设备在功能上耦合到颜色测量设备和配方数据库。计算设备可以进一步包括输入设备和显示设备。
通常，颜色测量设备是光谱仪，特别是多角度光谱仪，诸如
I或
系列的光谱仪。
再一方面，计算过程进一步包括以下步骤：
B7)进一步获得目标涂层的色度数据和样本涂层的色度数据，其中，目标涂层的色度数据包括以一个或多个测量几何形状而测量的目标涂层的色度坐标，并且样本涂层的色度数据包括以一个或多个测量几何形状而确定的样本涂层的色度坐标，其中，一个或多个测量几何形状中的至少一个测量几何形状是闪烁几何形状；
B8)基于目标涂层的色度坐标和样本涂层的色度坐标，至少针对至少一个闪烁几何形状产生色差值；
B9)至少基于针对至少一个闪烁几何形状产生的色差值，产生针对目标涂层和样本涂层的第二匹配度量；
B10)通过第二匹配度量放大(即增强)匹配度量。
根据该***的另一实施例，计算过程进一步包括用于匹配目标涂层和至少一个样本涂层的颜色的匹配过程，该匹配过程至少包括以下步骤：
B11)基于目标涂层的色度数据从配方数据库中取得一个或多个初步匹配配方；
B12)从一个或多个初步匹配配方中选择至少一个配方以便最小化匹配度量。
根据所要求保护的***的另一实施例，计算过程进一步包括以下步骤：
B13)修改样本涂层的配方以便最小化匹配度量。
通常，至少颜色测量设备、计算设备和配方数据库通过相应的通信连接彼此联网。***的不同组件之间的每个通信连接可以分别是直接连接或间接连接。每个通信连接可以是有线或无线连接。可以使用每种合适的通信技术。配方数据库、颜色测量设备、计算设备各自可以包括用于彼此通信的一个或多个通信接口。此类通信可以使用有线数据传输协议来执行，诸如光纤分布式数据接口(FDDI)、数字用户线(DSL)、以太网、异步传输模式(ATM)、或任何其它有线传输协议。可替代地，通信可以使用多种协议中的任一种经由无线通信网络以无线方式进行，诸如通用分组无线电服务(GPRS)、通用移动电信***(UMTS)、码分多址(CDMA)、长期演进(LTE)、无线通用串行总线(USB)、和/或任何其它无线协议。相应的通信可以是无线和有线通信的组合。
计算设备可以包括或者可以与一个或多个输入单元通信，诸如触摸屏、音频输入、移动输入、鼠标、键盘输入等。此外，计算设备可以包括或者可以与一个或多个输出单元通信，诸如音频输出、视频输出、屏幕/显示输出等。计算设备可以包括在此提到的一个或多个处理器。
本公开还涉及由之前描述的所提出的***所包括的计算机程序产品和计算机可读存储介质。
本发明的实施例可以与计算机***一起使用或并入计算机***中，该计算机***可以是独立单元或者包括一个或多个远程终端或设备，该远程终端或设备经由网络(诸如例如互联网或内联网)与例如位于云中的中央计算机通信。因此，在此描述的计算设备和相关组件可以是本地计算机***或远程计算机或在线***或其组合的一部分。在此所述的配方数据库和软件可以存储在计算机内部存储器中或非暂态计算机可读存储介质中。
在本公开的范围内，数据库可以是数据存储单元的一部分或者可以表示数据存储单元本身。术语“数据库”和“数据存储单元”同义使用。
本公开描述了一种***和方法/度量以过滤掉由涂料施加过程的变化引起的干扰并保留关于涂料中的着色的特性信息。它允许更好地处理涂料施加过程中的差异，并在涂料施加过程与(涂料线的)参考/目标涂料施加过程相比发生变化的地方更好地匹配颜色。
所提出的方法和***允许更好地收敛颜色匹配和调节过程。尽管已经使用与目标涂层不同的涂料施加过程施加了至少一种样本涂层，但仍可以充分匹配颜色。此外，可以减少在相应实验室中进行颜色开发和客户服务匹配所需的工作。整个颜色匹配过程更可靠、更快捷。
本发明在以下示例中进一步定义。应当理解，通过说明本发明的优选实施例，这些实施例仅作为说明给出。通过上述讨论和实施例，本领域技术人员可以确定本发明的基本特征，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种变化和修改，以适应各种用途和条件。
附图说明
图1示意性地示出均匀分布在涂料涂层中的多个效果颜料薄片之一的可能的统计相关取向。
图2示出关于以不同测量几何形状的颜色涂层的光谱测量的图。
图3a和3b示出关于以不同测量几何形状的第一样本颜色涂层和第二样本颜色涂层的光谱测量的相应图。
图4示出所提出的***的实施例的示意图。
具体实施方式
金属涂层通常用作汽车工业或其它产品(诸如电子产品)的外部饰面。通常，金属饰面包括聚合物粘合剂中的金属薄片，通常是铝薄片。影响此类金属涂层光学外观的典型特征是金属薄片和其它颜料/添加剂的大小、形状、表面粗糙度、浓度和空间取向。薄片取向以及在某种程度上薄片表面粗糙度对金属涂层散射的光的分布有影响。薄片取向在很大程度上取决于施加过程，即涂层施加的加工条件。
图1示出涂料涂层，即具有表面111的效果颜色的颜色涂层110。颜色涂层110包括作为在涂层110内效果颜料薄片112(诸如铝和/或干涉颜料薄片)均匀分布的效果颜料。图1示出倾斜颜料薄片112的光线轨迹。
当照射涂料涂层110时，来自光源114的入射光线115在照射方向fi上被引导到涂层110的表面111，并以照射角qi撞击表面111。图1呈现光学几何形状，其中qi和qo是相对于涂层110的表面111的法线N测量的入射角和散射角。
入射光线115在涂层表面111处被折射为光线116。光线116以相对于涂层表面111的法线N测量的角度q'i取向。光线116在方向fi'中撞击薄片112的表面并且在散射方向f'o中被薄片112的表面反射为光线117。光线117以角度q'o撞击涂层表面111并在表面涂层111处再次折射并且在散射方向fo中以散射角qo离开涂层110作为光线118。薄片法线N'相对于涂层表面111的法线N以角度b取向。
图2示出以不同测量几何形状的颜色涂层的光谱测量。使用多角度光谱仪(例如
I或XRite
系列光谱仪)测量金属着色样本涂层的面内双向反射率。样本涂层的反射率是从几个几何形状测量的，即视角为-15°、15°、25°、45°、75°、110°，每个视角都相对于镜面反射角测量。
图2示出光谱测量图。入射光通量的波长沿水平轴210绘制(以nm为单位)。样本涂层的反射率沿竖直轴220绘制。曲线230指示在-15°的视角下测量的样本涂层的反射率，曲线240指示在15°视角下测量的样本涂层的反射率，曲线250指示在25°视角下测量的样本涂层的反射率，曲线260指示在45°视角下测量的样本涂层的反射率，曲线270指示在75°视角下测量的样本涂层的反射率，曲线280指示在110°视角下测量的样本涂层的反射率。在45°、75°和110°的闪烁角度下，只能测量到很小的反射率值。此外，仅观察到与波长相关的相应曲线的形状的微小变化。
图3a示出具有相同颜色但应用不同的两种样本涂层的光谱测量图。入射光通量的波长沿水平轴310绘制(以nm为单位)。第一样本涂层和第二样本涂层的反射率分别沿竖直轴320绘制。曲线330指示在-15°视角下测量的第一样本涂层的反射率，曲线340指示在15°视角下测量的第一样本涂层的反射率，曲线350指示在25°视角下测量的第一样本涂层的反射率，曲线360指示在45°视角下测量的第一样本涂层的反射率，曲线370指示在75°视角下测量的第一样本涂层的反射率，曲线380指示在110°视角下测量的第一样本涂层的反射率。曲线335指示在-15°视角下测量的第二样本涂层的反射率，曲线345指示在15°视角下测量的第二样本涂层的反射率，曲线355指示在25°视角下测量的第二样本涂层的反射率，曲线365指示在45°视角下测量的第二样本涂层的反射率，曲线375指示在75°视角下测量的第二样本涂层的反射率，曲线385指示在110°视角下测量的第二样本涂层的反射率。可以认识到，第一样本涂层的效果颜料比第二样本的效果颜料具有更好的取向，即第一样本涂层的效果颜料比第二样本涂层的效果颜料更倾向于平行于涂层表面取向。因此，第一样本涂层示出比第二样本涂层更高的反射率值，特别是在光泽角-15°、15°和25°下。在45°、75°、110°的闪烁角度下，第一样本涂层和第二样本涂层二者都仅示出很小的反射率值，以及相应的反射曲线的很小形状变化。
图3b示出与图3a相同的光谱测量图。如图3b中相应的双箭头305、306、307所示，在光泽几何形状下，即-15°、15°和25°，第一样本涂层和第二样本涂层的光谱测量之间的相应偏移是清晰可见的。通过分析光谱曲线的相应归一化一阶导数值，可以从相应光谱曲线的形状中提取着色的特性信息，因此忽略了重要性不如相应反射率曲线的形状的反射率值的绝对强度。
取决于分布在样本涂层内的效果颜料薄片的取向，如果相应的薄片相对于入射光线在镜面方向中(即薄片的法线是入射光线和特定视角之间的反射轴)取向，入射光线仅在特定视角(相对于涂层表面的镜面角测量)由相应的颜料薄片反射。
图4示意性地示出所提出的***的实施例。***400被配置为提供匹配度量，用于将至少一个样本涂层的颜色匹配和调节到目标涂层。该***包括计算设备410。该***进一步包括计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质415上的计算机可执行代码。在此处所示的示例中，计算机可读存储介质415被加载到计算机设备410的内部存储器中。因此，计算机可读存储介质415在功能上耦合到计算设备410。计算机可读存储介质415和计算设备410的任何其它功能耦合都是可能的。计算机可读存储介质415在运行时使计算设备410执行计算过程，该计算过程包括以下步骤：
B1)经由至少一个通信接口获得目标涂层的色度数据和样本涂层的色度数据，其中，目标涂层的色度数据包括以一个或多个测量几何形状而测量的目标涂层的光谱曲线，以及样本涂层的色度数据包括以一个或多个测量几何形状而确定的样本涂层的光谱曲线，其中，一个或多个测量几何形状中的至少一个测量几何形状是光泽几何形状；
B2)通过使用标度函数对以一个或多个测量几何形状中的相应测量几何形状而测量的目标涂层的光谱曲线和以一个或多个测量几何形状中的相应测量几何形状而确定的样本涂层的光谱曲线中的每一条光谱曲线进行归一化；
B3)至少针对一个或多个测量几何形状的至少一个光泽几何形状以及针对多个波长值，产生以一个或多个测量几何形状中的相应测量几何形状而测量的目标涂层的相应归一化光谱曲线的归一化一阶导数值以及以一个或多个测量几何形状中的相应测量几何形状而确定的样本涂层的相应归一化光谱曲线的归一化一阶导数值；
B4)至少针对一个或多个测量几何形状的至少一个光泽几何形状以及针对多个波长值的每个波长值，产生目标涂层的相应归一化光谱曲线的归一化一阶导数值与样本涂层的相应归一化光谱曲线的归一化一阶导数值之间的差值；
B5)至少基于针对至少一个光泽几何形状产生的差值，产生针对目标涂层和样本涂层的第一匹配度量；
B6)基于第一匹配度量产生匹配度量，并且在输出设备上/经由输出设备(诸如显示设备430)为用户输出产生的匹配度量。
在这里所示的示例中，该***进一步包括颜色测量设备440和配方数据库420，该配方数据库420包括涂层组合物的配方和相关的色度数据。
计算设备410在功能上耦合到颜色测量设备440和配方数据库420。计算设备410进一步包括输入设备435和显示设备430。
计算过程可以进一步包括以下步骤：
B7)经由至少一个通信接口进一步获得目标涂层的色度数据和样本涂层的色度数据，其中，目标涂层的色度数据包括以一个或多个测量几何形状而测量的目标涂层的色度坐标，并且样本涂层的色度数据包括以一个或多个测量几何形状而确定的样本涂层的色度坐标，其中，一个或多个测量几何形状中的至少一个测量几何形状是闪烁几何形状；
B8)基于目标涂层的色度坐标和样本涂层的色度坐标，至少针对至少一个闪烁几何形状产生色差值；
B9)至少基于针对至少一个闪烁几何形状产生的色差值，产生针对目标涂层和样本涂层的第二匹配度量；
B10)通过第二匹配度量放大匹配度量。
计算过程进一步包括用于将至少一个样本涂层的颜色匹配到目标涂层的匹配过程，该匹配过程至少包括以下步骤：
B11)基于样本涂层的色度数据从配方数据库中取得一个或多个初步匹配配方；
B12)从一个或多个初步匹配配方中选择至少一个配方以便最小化匹配度量。
最后，可以修改样本涂层的配方以便最小化匹配度量。
参考符号列表
110 颜色涂层
111 颜色涂层的表面
112 效果颜料薄片
114 光源
115 入射光线
116 光线
117 光线
118 光线
210 横轴
220 纵轴
230 在-15°下的反射曲线
240 在15°下的反射曲线
250 在25°下的反射曲线
260 在45°下的反射曲线
270 在75°下的反射曲线
280 在110°下的反射曲线
305、306、307 双箭头
310 横轴
320 纵轴
330 在-15°下的反射曲线
335 在-15°下的反射曲线
340 在15°下的反射曲线
345 在15°下的反射曲线
350 在25°下的反射曲线
355 在25°下的反射曲线
360 在45°下的反射曲线
365 在45°下的反射曲线
370 在75°下的反射曲线
375 在75°下的反射曲线
380 在110°下的反射曲线
385 在110°下的反射曲线
410 计算设备
415 计算机可读存储介质
420 配方数据库
430 输出设备
435 输入设备
440 颜色测量设备
Claims (15)
1.一种用于提供用于匹配和调节目标涂层和至少一个样本涂层的颜色的匹配度量的计算机实现的方法，所述方法至少包括以下步骤：
a)经由至少一个通信接口，获得所述目标涂层的色度数据和所述样本涂层的色度数据，其中，所述目标涂层的色度数据包括以一个或多个测量几何形状而测量的所述目标涂层的光谱曲线，并且所述样本涂层的色度数据包括以所述一个或多个测量几何形状而确定的所述样本涂层的光谱曲线，其中，所述一个或多个测量几何形状中的至少一个测量几何形状是光泽几何形状；以及
通过使用一个或多个处理器：
b)通过使用标度函数来对以所述一个或多个测量几何形状中的相应测量几何形状而测量的所述目标涂层的光谱曲线和以所述一个或多个测量几何形状中的所述相应测量几何形状而确定的所述样本涂层的光谱曲线中的每一条光谱曲线进行归一化；
c)至少针对所述一个或多个测量几何形状中的所述至少一个光泽几何形状以及针对多个波长值，产生以所述一个或多个测量几何形状中的所述相应测量几何形状而测量的所述目标涂层的相应归一化光谱曲线的归一化一阶导数值和以所述一个或多个测量几何形状中的所述相应测量几何形状而确定的所述样本涂层的相应归一化光谱曲线的归一化一阶导数值；
d)至少针对所述至少一个光泽几何形状以及针对所述多个波长值中的每个波长值，产生所述目标涂层的归一化反射曲线的归一化一阶导数值与所述样本涂层的归一化反射曲线的归一化一阶导数值之间的差值；
e)至少基于针对所述至少一个光泽几何形状而产生的所述差值，产生针对所述目标涂层和所述样本涂层的第一匹配度量；
f)基于所述第一匹配度量，产生所述匹配度量。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
g)经由所述至少一个通信接口，进一步获得所述目标涂层的色度数据和所述样本涂层的色度数据，其中，所述目标涂层的色度数据包括以一个或多个测量几何形状而测量的所述目标涂层的色度坐标，并且所述样本涂层的色度数据包括以所述一个或多个测量几何形状而确定的所述样本涂层的色度坐标，其中，所述一个或多个测量几何形状中的至少一个测量几何形状是闪烁几何形状；
以及通过使用所述一个或多个处理器：
h)基于所述目标涂层的色度坐标和所述样本涂层的色度坐标，产生至少针对所述至少一个闪烁几何形状的色差值；
i)至少基于针对所述至少一个闪烁几何形状产生的所述色差值，产生针对所述目标涂层和所述样本涂层的第二匹配度量；
j)通过所述第二匹配度量放大所述匹配度量。
3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括以下步骤：
k)使用所述一个或多个处理器，修改所述样本涂层的配方以最小化所述匹配度量。
4.根据权利要求2和3所述的方法，其中，修改所述样本涂层的所述配方以便最小化所述第一匹配度量和所述第二匹配度量二者。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述目标涂层和所述样本涂层二者包括效果颜料。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个光泽几何形状选自包括-15°、15°和25°的测量几何形状组。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的方法，其中，所述至少一个闪烁几何形状选自包括45°、75°和110°的测量几何形状组。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，基于针对所述一个或多个测量几何形状中的所述至少一个光泽几何形状的所述目标涂层的归一化光谱曲线的归一化一阶导数值与针对所述一个或多个测量几何形状中的所述至少一个光泽几何形状的所述样本涂层的归一化光谱曲线的归一化一阶导数值之间的所述差值，产生所述第一匹配度量，从而形成光泽匹配度量。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的方法，其中，基于针对所述至少一个闪烁几何形状产生的所述色差值，产生所述第二匹配度量，从而形成闪烁匹配度量。
10.根据权利要求2至9中任一项所述的方法，其中，基于针对所述至少一个测量几何形状的所述第一匹配度量和所述第二匹配度量的组合，特别是通过针对每个测量几何形状的所述第一匹配度量和所述第二匹配度量的加权和，产生所述匹配度量。
11.一种用于提供用于将至少一个样本涂层的颜色匹配和调节到目标涂层的匹配度量的***，所述***包括：
A)计算设备(410)；
B)计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在功能上耦合到所述计算设备(410)的计算机可读存储介质(415)上的计算机可执行代码，并且使所述计算设备(410)在操作时执行计算过程，所述计算过程包括以下步骤：
B1)获得所述目标涂层的色度数据和所述样本涂层的色度数据，其中，所述目标涂层的色度数据包括以一个或多个测量几何形状而测量的所述目标涂层的光谱曲线，并且所述样本涂层的色度数据包括以所述一个或多个测量几何形状而确定的所述样本涂层的光谱曲线，其中，所述一个或多个测量几何形状中的至少一个测量几何形状是光泽几何形状；
B2)通过使用标度函数，对以所述一个或多个测量几何形状中的相应测量几何形状而测量的所述目标涂层的光谱曲线和以所述一个或多个测量几何形状中的所述相应测量几何形状而确定的所述样本涂层的光谱曲线中的每一条光谱曲线进行归一化；
B3)至少针对所述一个或多个测量几何形状中的所述至少一个光泽几何形状以及针对多个波长值，产生以所述一个或多个测量几何形状中的所述相应测量几何形状而测量的所述目标涂层的相应归一化光谱曲线的归一化一阶导数值以及以所述一个或多个测量几何形状中的所述相应测量几何形状而确定的所述样本涂层的相应归一化光谱曲线的归一化一阶导数值；
B4)至少针对所述一个或多个测量几何形状的所述至少一个光泽几何形状以及针对所述多个波长值中的每个波长值，产生所述目标涂层的相应归一化光谱曲线的归一化一阶导数值与所述样本涂层的相应归一化光谱曲线的归一化一阶导数值之间的差值；
B5)至少基于针对所述至少一个光泽几何形状产生的所述差值，产生针对所述目标涂层和所述样本涂层的第一匹配度量；
B6)基于所述第一匹配度量，产生所述匹配度量。
12.根据权利要求11所述的***，还包括：
C)颜色测量设备(440)；
D)配方数据库(420)，其包括涂层组合物的配方和相关的色度数据；
其中，所述计算设备(410)在功能上耦合到所述颜色测量设备(440)和所述配方数据库(420)。
13.根据权利要求11或12中任一项所述的***，所述计算过程还包括以下步骤：
B7)进一步获得所述目标涂层的色度数据和所述样本涂层的色度数据，其中，所述目标涂层的色度数据包括以一个或多个测量几何形状而测量的所述目标涂层的色度坐标，并且所述样本涂层的色度数据包括以所述一个或多个测量几何形状而确定的所述样本涂层的色度坐标，其中，所述一个或多个测量几何形状中的至少一个测量几何形状是闪烁几何形状；
B8)基于所述目标涂层的色度坐标和所述样本涂层的色度坐标，产生至少针对所述至少一个闪烁几何形状的色差值；
B9)至少基于针对所述至少一个闪烁几何形状产生的所述色差值，产生针对所述目标涂层和所述样本涂层的第二匹配度量；
B10)通过所述第二匹配度量放大所述匹配度量。
14.根据权利要求12或13中任一项所述的***，其中，所述计算过程还包括用于将至少一个样本涂层的颜色匹配到目标涂层的匹配过程，所述匹配过程至少包括以下步骤：
B11)基于所述目标涂层的色度数据，从所述配方数据库(420)中取得一个或多个初步匹配配方；
B12)从所述一个或多个初步匹配配方中选择至少一个以便最小化所述匹配度量。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的***，其中，所述计算过程还包括以下步骤：
B13)修改用于所述样本涂层的配方以便最小化所述匹配度量。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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