具有目标表面的实况视图的多用途颜色测量仪器的制作方法

具有目标表面的实况视图的多用途颜色测量仪器


背景技术：

1.出于多种目的在图形艺术、产品制造以及其他工业和商业中使用颜色测量设备和技术，该多种目的包括校准和颜色质量保证目的。出于印刷工业中的表征目的，例如，可以通过下述操作来校准打印机：打印标准颜色补片或者包括各种颜色和密度的颜色补片的标准测试图表，且然后测量每个颜色补片。使用针对颜色补片中的每一个的光谱、密度或色度信息将颜色测量结果与参考标准进行比较。然后可以使用测量结果来执行打印机校准，或者然后可以生成表征打印机的性能的打印机简档(icc简档)。还可以在塑料生产、陶瓷生产、纺织物生产和其他工业中执行表征。
2.出于质量保证目的，在图形艺术中，将颜色补片的控制条包括在所打印的产品上(常常在不会在彩色成品中可见或显眼的地方)是普遍的。控制条可以包括基本打印机墨水(cmyk墨水)、扩展色域处理墨水、斑点墨水及其组合。测量控制条中的这些颜色补片中的每一个，并针对目标光谱值而对其进行评分。在其他工业(诸如，聚合物或建筑产品或面板的生产)中，可以制造和测量测试面板或产品。另外，可以测量实际生产件。
3.手持分光光度计对于作出上面描述的颜色测量而言是有用的。然而，它们要求分光光度计拾取光学器件的耗时精确对准以执行测量。未对准可能通过重新测量一个或多个感兴趣区域(诸如，测试颜色补片)来不利地影响颜色测量和/或拉长测量过程。而且，手持分光光度计的每次重新定位拉长了记录测量的整个集合所需的时间。
4.为了减少未对准测量的可能性，常常提供瞄准辅助。在一个示例中，在从x-rite公司可用的手持分光光度计的exact线中，铰接底座包括具有孔的目标窗。分光光度计主体旋转远离底座以暴露瞄准窗，然后瞄准窗在感兴趣的目标区域上居中。然后向着底座向下(与订书机的移动类似)旋转分光光度计主体，使得光学器件可以通过瞄准窗中的孔来测量目标。参见例如美国专利no.6,061,140。
5.尽管在许多方面中有利，但缺点是：在实际测量期间，测试颜色补片从用户的视角看是模糊的。而且，如果不仔细的话，用户可能在瞄准之后不经意地相对于要测量的感兴趣区域移动分光光度计，同时将主体降低到测量位置中。最后，提升-瞄准-降低操作不能被用在连续扫描模式中，因此，必须采用附加瞄准辅助。
6.在另一示例中，针对照明和观察光学器件提供侧装的管。这种设计不要求提升-瞄准-降低操作，然而，设备可能难以适当使用。例如，更小目标可能被测量光学器件部分地或完全地模糊。而且，用户可能在按压按钮以获得测量结果时不经意地移动测量设备。


技术实现要素：

7.根据本发明一个方面的一种用于测量目标对象的感兴趣区域的颜色的颜色测量仪器包括光谱引擎、彩色相机、显示器和处理器。所述光谱引擎具有第一视野。所述相机具有第二视野，所述第二视野大于所述第一视野且涵盖所述第一视野。所述处理器耦合到所述光谱引擎、相机和显示器，所述处理器被配置有在非易失性存储器中存储的指令，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：使所述光谱引擎在所述第一视野内作出所述目标
对象上的感兴趣区域的颜色测量；以及从所述相机获得包括所述第二视野的包括所述第一视野的至少部分的测量图像。当所述颜色测量仪器被放置在所述目标对象附近时，所述第二视野包括所述目标对象上的感兴趣区域中的一个或多个。在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：连同所述测量图像的包括所述第一视野的至少部分一起显示来自由所述光谱引擎作出的测量的颜色值。在一些示例中，与由所述光谱引擎进行的测量同时，由所述相机捕获所述测量图像。
8.在一些示例中，所述测量图像的所显示的至少部分包括缩略图像，所述缩略图像包括所述第一视野。
9.在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：连同所述测量图像一起存储来自由所述光谱引擎作出的测量的颜色值。所述测量图像可以包括基本上全部所述第二视野。在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：连同所述测量图像一起存储来自由所述光谱引擎作出的测量的颜色值。
10.在另一示例中，在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：生成所述第二视野的实况视图；在所述第二视野内自动检测一个或多个感兴趣区域，并从所述第二视野的实况视图进一步生成针对一个或多个感兴趣区域的预览颜色测量结果；以及将所述预览测量结果叠加在所显示的实况视图中的它们相应的感兴趣区域上。在非易失性存储器中存储的指令可以进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：通过检测所述图像传感器的像素的子集内的颜色均匀性的阈值水平，来自动检测感兴趣区域。所述预览颜色测量结果可以包括像素的子集的平均颜色值。在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：通过检测所述多个感兴趣区域的边缘来自动检测感兴趣区域。
11.在另一示例中，在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：生成所述目标对象的放大实况视图，以用于严格视觉检查。在非易失性存储器中存储的指令可以进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：出于质量保证目的而记录所述目标对象上的印刷或制造缺陷的放大视图的图像。在非易失性存储器中存储的指令可以进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：出于质量保证目的而记录配准标志的放大视图的图像。
12.在另一示例中，在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：读取所述目标对象上的条形码信息；以及基于条形码读取来从计算机/服务器检索质量保证度量。
13.在另一示例中，在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：在所述第一视野的位置的表示叠加在所述第二视野的实况视图上的情况下，在所述显示器上显示所述第二视野的实况视图。在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述光谱引擎执行下述操作的指令：在所述第一视野内作出所述目标对象上的感兴趣区域的颜色测量。
14.在一些实施例中，在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执
行时使所述处理器执行下述操作的指令：在所述显示器上提供与所述第一视野是否整体被感兴趣区域占据有关的视觉反馈，诸如通过改变颜色。
15.在一些实施例中，在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：提供在所述目标对象上的感兴趣区域的实况视图上叠加的瞄准辅助。
16.在一些实施例中，所述显示器进一步包括可旋转铰接显示器。在各种实施例中，所述光谱引擎包括：多个可选择光谱滤波器之一和光电二极管；线性可变滤波器分光光度计；以及衍射光栅型分光光度计。
17.所述目标对象可以是任何数目的彩色物品或产品，包括但不限于所打印的产品，并且所述感兴趣区域可以包括所打印的颜色测试补片。
附图说明
18.图1是根据本发明一个方面的颜色测量仪器的透视图。
19.图2是根据本发明另一方面的颜色测量仪器的下侧的透视图。
20.图3是根据本发明另一方面的颜色测量仪器的横截面视图。
21.图4是根据本发明另一方面的图1-3的颜色测量仪器的显示器的视图，显示瞄准辅助和要测量的感兴趣区域。
22.图5是根据本发明另一方面的图1-3的颜色测量仪器的显示器的视图，在感兴趣区域的颜色测量的情况下显示感兴趣区域。
23.图6是根据本发明另一方面的图1-3的颜色测量仪器的显示器的视图，显示缩放检查工具。
24.图7是根据本发明另一方面的图1-3的颜色测量仪器的显示器的视图，显示感兴趣区域所和颜色测量结果的实况预览。
25.图8是根据本发明另一方面的颜色测量仪器的框图。
具体实施方式
26.在本公开中，单数中的引用还可以包括复数。具体地，词语“一”或“一个”可以指代一个或者一个或多个，除非上下文以其他方式指示。
27.术语“视觉外观”或简称“外观”应被宽泛地理解为对象反射和透射光的方式，包括但不限于查看对象的个体如何在各种查看条件中感知对象的颜色和表面纹理。外观还包括对象如何反射和透射光的仪器测量。
28.视觉外观的一个方面是颜色。对象的“颜色”由入射白光的光谱的在未被吸收的情况下被反射或透射的部分来确定。对象的颜色可以由“颜色属性”来描述。一般而言，颜色属性指示对象的在它被入射光照明时的光谱响应。在本公开的上下文中，术语“颜色属性”应被宽泛地理解为涵盖指示对象的在它被入射光照明时的光谱响应的任何形式的数据。颜色属性可以采取任意颜色空间中的颜色值的形式，例如在像rgb或ciexyz之类的三色颜色空间中、或者在像cielab(l*a*b*)或cie l*c*h之类的任何其他颜色空间中、或者以表示材料对入射光的光谱响应的光谱数据的形式、以任意格式。在本公开的上下文中，颜色属性可以特别地包括材料在多个波长处的吸收和散射系数。
29.术语“着色剂”应被理解为材料的组分，其在光从其反射或通过其而透射时提供颜色外观。着色剂包括墨水、颜料或染料。“颜料”是通常在基底组分材料中不能溶解的着色剂。颜料可以来自自然或合成源。颜料可以包括有机和无机组分。“染料”是通常在基底组分材料中可溶解的着色剂。
30.术语“处方”应被理解为与确定要如何制备墨水或其他材料的信息的合集相关。材料可以包括：涂层材料，诸如汽车漆；固体材料、诸如塑料材料；半固体材料，诸如凝胶；用于被应用于打印衬底的墨水；墨水和打印衬底的组合；以及其组合。配方特别地包括组成材料的组分(诸如，基底和着色剂)的浓度。已根据处方而制备的材料也可以被称为“处方产品”。
31.术语“数据库”指代可由计算机系统电子访问的数据的有组织的合集。在简单实施例中，数据库可以是以任意格式存在的可搜索电子文件。示例包括microsoft excel
tm
电子表格或可搜索的pdf文档。在更复杂的实施例中，数据库可以是由关系数据库管理系统使用像sql之类的语言维护的关系数据库。
32.术语“计算机”或“计算设备”指代可被指示自动经由程序实施算术或逻辑操作的序列的任何设备。在不限制的情况下，计算机可以采取台式计算机、笔记本计算机、平板计算机、智能电话、可编程数字信号处理器等的形式。计算机一般包括至少一个处理器和至少一个存储器设备。计算机可以是另一设备(诸如，外观捕获设备)的子单元。计算机可以被配置成与另一计算机建立有线或无线连接，该另一计算机包括用于查询数据库的计算机。计算机可以被配置成经由有线或无线连接而耦合到数据输入设备(像键盘或计算机鼠标)或耦合到数据输出设备(像显示器或打印机)。
[0033]“计算机系统”应被宽泛地理解为涵盖一个或多个计算机。如果计算机系统包括多于一个计算机，则这些计算机不必然需要在相同位置处。计算机系统内的计算机可以经由有线或无线连接来与彼此通信。
[0034]“处理器”是在外部数据源(特别地，存储器设备)上执行操作的电子电路。处理器可以包括控制器或微控制器。
[0035]“存储器设备”或简称“存储器”是用于存储供处理器使用的信息的设备。存储器设备可以包括：易失性存储器，关于随机存取存储器(ram)；以及非易失性存储器，关于只读存储器(rom)。在一些实施例中，存储器设备可以包括非易失性半导体存储器设备，诸如(e)eprom或闪速存储器设备，其可以采取例如存储器卡或固态盘的形式。在一些实施例中，存储器设备可以包括具有机械部件的大容量储存器设备，像硬盘。存储器设备可以存储供处理器执行的程序。非易失性存储器设备也可以被称为非易失性计算机可读介质。
[0036]“程序”是可由处理器执行以执行具体任务的指令的合集。
[0037]“感兴趣区域”包括要针对外观特性而测量的目标对象的部分。感兴趣区域可以包括所打印的产品上的所打印的颜色测试补片或其他区域、陶瓷测试面板或产品上的颜色区域、聚合物测试面板或产品上的颜色区域、或者其他物质或制造物品上的颜色区域。
[0038]
参考图1-3，根据本发明一个方面的颜色测量设备包括手持分光光度计10。还可以在其他颜色测量设备(诸如，台式分光光度计和高光谱成像颜色测量设备)中采用分光光度计10的各种方面。
[0039]
分光光度计10包括具有测量孔14的外壳12。框16被设置在外壳12内。光谱引擎18被设置在框上外壳内且被取向成具有位于测量孔的中心处或附近的其视野18a。在一个实
现方式中，光谱引擎视野18a可以处于1.5mm至6mm的范围内。然而，本发明的视频瞄准系统不限于任何特定光谱引擎，而是可以与不同实施例一起使用。例如，本发明可以与滤波器轮型多角度分光光度计、衍射光栅型分光光度计和线性可变滤波器型分光光度计以及其他一起使用。另外，光谱引擎可以包括单通道或多通道分光光度计(例如，非偏振和偏振测量通道)。因此，本发明不限于本文公开的分光光度计的形式。
[0040]
相机20也被设置在外壳内。相机具有比光谱引擎更宽的视野，且被取向成使得其视野20a覆盖测量孔14和孔周围的区域。在一个示例中，相机视野是40mm乘40mm，然而，随着预期的使用和目标变化，视野的变化的大小将是适当的。相机20包括光学器件(诸如，透镜和cmos或ccd图像传感器)或有实况视频捕获能力的其他合适空间矩阵传感器。在所图示的实施例中，相机包括二维rgb传感器。在一些实施例中，相机从光谱引擎偏移且向着测量孔斜移。这造成了某个梯形失真效应，其在一些实施例中被数字校正。
[0041]
可选地，偏振器22可以位于测量孔14和光谱引擎18和相机20之间的框上。在该示例中，偏振器被调整尺寸以便不约束相机20的视野20a。在一些实施例中，提供了标准照明角度处的非偏振光的多个源。在其他实施例中，提供了偏振和非偏振照明源两者。类似地，光谱引擎可以包括非偏振测量通道、偏振测量通道或全部两者。
[0042]
介质矫直机26可以被包括以在光谱测量期间使目标表面变平。轮28可以被包括以促进扫描测量。
[0043]
一个或多个照明器30被设置在外壳内。照明器30可以被设置在相对于要测量的表面一个或多个工业标准测量角度(例如，45
°
)处。每个照明器30可以包括在电路板或模块上安装的一个或多个led灯。
[0044]
显示器边框40被安装在显示器铰链42上到外壳12的顶部。显示器44被安装在显示器边框40上。铰链允许显示器边框40和显示器44平躺在外壳12顶上或向上旋转，以促进减少眩光或从侧面查看显示器。铰链42可以是单轴或多轴。显示器44包括平坦彩色显示器，诸如rgb lcd显示器。
[0045]
光谱引擎可以包括传统的基于窄带通滤波器的光谱引擎。参见例如通过引用而并入的美国专利no.6,597,454。在这种光谱引擎中，拾取光学器件具有到光谱引擎视野18a的观察路径。拾取光学器件将所观察到的光聚焦到滤波器载体(诸如，滤波器轮)上。滤波器载体具有多个窄带通光谱滤波器，典型地具有10nm波长间隔。穿过滤波器载体和滤波器的光被导向以在光电二极管上入射。在测量期间，滤波器载体被操作成使得每个光谱滤波器和可选地未经滤波的位置步进通过光学测量路径，并且每个滤波器通带处的光强度的测量结果由光电二极管测量。
[0046]
在另一实施例中，利用二维单色图像传感器替代光电二极管。参见例如通过引用而并入的u.s.2018/0357793。在每个窄带通滤波器波长处获取目标表面的光谱分离的图像，并将该光谱分离的图像组装到高光谱图像立方体中。每个颜色补片将由许多邻近像素来测量，该许多邻近像素的所测量的强度可以被求平均以确定针对颜色补片而测量的值。
[0047]
参考图8，处理器32耦合到光谱引擎18、相机20、照明器30、显示器44和存储器34。处理器32被配置有在存储器34中存储的指令，该指令在被执行时导致光谱引擎、照明器、相机和显示器的操作。在一些实施例中，该指令包括程序。在一些实施例中，处理器32与处理器可将测量结果和质量保证数据传送到的计算机36有线或无线通信。处理器32进一步被配
置有如下所描述的那样执行图像处理的指令。
[0048]
在图形艺术颜色测量和质量控制的上下文中提供分光光度计10的使用的以下示例。然而，本发明的分光光度计10以及尤其是颜色区域辨别和自动捕获在其他使用领域中等同地有益，该其他使用领域包括瓷砖、塑料制品、耐用品、图案化纺织物和其他用途。
[0049]
参考图4，在一些实施例中，当作出测量时，在利用与针对使用分光光度计10的人的目标表面有关的显示信息和/或一个或多个瞄准辅助而增强的显示器上将相机视野显示为实况视频。在一些实施例中，在测量期间，相机视野将涵盖更多颜色补片102之一和配准标志104、106，其然后被显示在显示器44上。在一些实施例中，分光光度计被安装以用于在制造或印刷线上使用，并且相机视野未被显示。然而，相机视野可以涵盖更多颜色补片102之一和配准标志104、106，其被自动辨别和捕获，如下面进一步详细解释的那样。
[0050]
在一些实施例中，当处于光谱测量模式中，增强现实瞄准线112和中心线114被显示在显示器上，连同光谱引擎测量视野116的指示符。在相机视野内，这些特征叠加在目标表面的区域的实况视图图像上。测量视野可以是开口(未填充)圈或者适于指示测量视野的任何其他形状。在所图示的示例中，可以将瞄准线间隔开以与颜色补片的外边缘对准。然而，各种瞄准方法可以被显示在屏幕上。示例包括十字线、十字标线、各种形状和大小的引导线。
[0051]
在手动触发模式的示例中，用户移动分光光度计10直到叠加视野指示符116在颜色补片(或其他感兴趣区域)上居中，并按压机电按钮或轻敲在显示器上提供的触摸屏按钮。在一些实施例中，瞄准线112和/或中心线114也叠加在颜色补片的实况视频图像上以辅助瞄准。响应于用户的作出测量的指示，分光光度计利用光谱引擎作出测量，并与光谱测量同时利用相机捕获测量图像。该上下文中的“测量图像”意指包括由光谱引擎测量的测量区域的图像，这不必然包括其自身。该上下文中的“与
……
同时”意指在光谱引擎正在作出测量的时间段期间或者在测量图像准确地反映由光谱引擎测量的测量区域的在时间上足够接近处。
[0052]
包括测量视野指示符116和颜色补片的测量图像120的至少部分被捕获和显示，连同所测量的光谱数据。可作为小缩略图像的该图像允许用户确认测量是利用分光光度计的适当定位作出的。在一些实施例中，出于质量保证目的而存储图像和光谱测量结果。尽管测量图像的小部分的缩略图像可以被呈送在显示器上以允许如所图示的那样目标对象外加过去测量结果与缩略图像的同时实况视图显示，但可以存储整个测量图像。有利地，可以在获得一个或多个斑点测量结果时使用手动触发模式。
[0053]
在自动触发模式的示例中，处理器32被配置成对实况视频进行图像分析并自动辨别颜色补片和其他打印或颜色特征。在一些实施例中，颜色补片或要测量的其他特征处于预定位置中，并且分光光度计10辨别特征。随着分光光度计被定位在颜色补片或其他特征上或者颜色补片或特征被移动到视图中，处理器32被配置成检测适当对准并自动作出测量。分光光度计或要测量的区域的该移动可以由操作者手动完成或由处理器32自动完成。测量数据和缩略图像被显示以用于确认测量结果。可以出于质量保证目的而记录缩略图像和/或由相机获取的完整图像，连同所测量的光谱值。
[0054]
在一些实施例中，处理器被配置成：通过确定相机的图像传感器的像素中的与光谱引擎的视野和/或周围像素相对应的颜色均匀性的水平，来自动检测分光光度计在感兴
趣区域(诸如，颜色测试补片)上的适当对准。如果颜色均匀性处于预定阈值以上，则可以确定光谱引擎视野与感兴趣区域对准。这些像素的颜色值的平均值可以叠加在相机的实况视图上。
[0055]
在一些实施例中，将边缘检测技术应用于由相机传感器输出的图像，以自动辨别感兴趣区域。在一些实施例中，采用颜色均匀性检测和边缘检测的组合。边缘检测有利地允许针对颜色均匀性而对所检测到的边缘内的像素的子集进行采样。这加速了处理并将实时反馈提供给用户。
[0056]
有利地，可以在通过向前传递颜色补片的线性条或非线性组以获得多个斑点测量结果来获得若干个测量结果时使用自动触发模式。在这种测量中，用户使用实况视图来对准分光光度计，包括瞄准线112叠加在要测量的表面的实况视图上。一旦分光光度计与颜色补片的条的一端对准，用户就在一个连续运动中沿条的长度推动分光光度计。随着每个颜色补片来到光谱引擎视野内，处理器32自动作出测量并存储结果。颜色补片的条或组可以包括补片的线性条、补片的二维矩阵和自由形式测量结果。
[0057]
还可以在扫描模式中使用分光光度计。在该示例中，光谱引擎连续地作出颜色补片的线或二维阵列的测量。典型地，颜色补片是针对扫描测量而预定义的。
[0058]
在一些扫描测量实施例中，在没有人执行瞄准的情况下使用分光光度计10，并且瞄准辅助的显示被省略。在一个示例中，分光光度计10可以被安装在例如印刷机的生产线上，且被定位成使得预定义位置中的颜色补片在打印之后在测量视野下方且在相机视野内经过。在该示例中，在没有人为瞄准或激活的情况下执行自动测量捕获。在这种实施例中，分光光度计10不必然包括视频显示器。
[0059]
参考图5，在一些实施例中，处理器预先识别感兴趣区域。例如，处理器被配置成：辨别相机视野内的颜色补片，并跟踪每个颜色补片是否已经被适当测量。例如，如果颜色补片被处理器辨别但用户未能将分光光度计定位在颜色补片上，则处理器可以使向导被显示给用户，以指示颜色补片已经丢失并针对测量而定位分光光度计。这可以是通过在目标表面的实况视图中突出显示要测量的区域来完成的。这使得能够非线性、无序地获取测量结果。这可以是针对自动和手动测量模式两者而执行的。
[0060]
参考图7，在一些实施例中，处理器响应于用户动作(诸如，按钮的触摸)而识别感兴趣区域。按钮可以处于触摸敏感显示器或物理按钮上。处理器可以获取实况预览测量结果，并确保所有自动检测到的感兴趣区域被如上关于图5阐述的那样测量。
[0061]
参考图4，在一些实施例中，处理器评定测量的质量并将实况反馈提供给用户。例如，如果处理器确定当作出测量时测量视野指示符被正确地定位，则处理器使测量视野指示符被显示为绿圈。如果处理器确定分光光度计10未对准(诸如，通过确定光谱引擎视野116a包括了两个分离补片的部分(参见例如图像120a、120b或边界图像120c))，则处理器可以将测量视野指示符显示为红圈。处理器还可以被配置成：延缓取得测量结果，直到对准已经被校正。
[0062]
在一些实施例中，分光光度计10具有可调整瞄准光学器件。在这种示例中，不是移动分光光度计10直到光谱引擎视野被适当定位，而是处理器调整光谱引擎的光学器件以将光谱引擎视野重新定位到相机视野内的另一感兴趣区域。这可以是响应于由用户对感兴趣区域的选择而完成的，或者由处理器在辨别要测量的特征时或为了校正未对准而自动完成
的。
[0063]
在另一示例中，参考图5，随着处理器辨别颜色补片，处理器处理图像数据以获得颜色值预览。这要求将与测量引擎的视野相对应的图像的部分的rgb值转换成例如la*b*值或转换到其他颜色空间中。随着颜色值由相机测量，将它们叠加在颜色补片上。以该方式，用户可以在利用光谱引擎测量补片之前获得测试条上的一系列颜色补片的快速预览。
[0064]
尽管关于图形艺术应用中的所打印的颜色补片描述了以上实施例和使用示例，但本发明不限于此。例如，本发明可以用于通过自动辨别所打印的产品上的艺术品的区域来在没有测试条的情况下测量所打印的产品。本发明还可以被应用以测量聚合物产品、建筑涂料和涂层、墙面覆料、陶瓷产品、汽车涂层、其他涂层和涂料、耐用品、或者其中生产或制造彩色产品的任何应用。本发明还可以与要从其测量期望的有灵感的颜色的物品一起使用。
[0065]
在陶瓷产品示例中，将陶瓷釉熔接到陶瓷体。釉可以赋予颜色和其他外观属性。陶瓷产品的制造者可以生产具有一个或多个釉的陶瓷衬底的测试面板，该一个或多个釉具有一个或多个颜色或者其他外观属性。分光光度计10可以如上所描述那样多地对测试面板的区域进行成像、显示和测量(手动或自动)。在这些实施例中，感兴趣区域是测试面板的不是颜色墨水补片的区域。可替换地，分光光度计10可以用于在生产陶瓷货品上执行质量保证测量。生产陶瓷货品可以具有可自动检测和测量的颜色图案或其他感兴趣区域，连同所测量的部分或颜色图案或感兴趣区域的图像一起。可以按照需要在大小、间距和取向方面调整视觉瞄准辅助，以适合陶瓷测试面板或陶瓷产品。
[0066]
在聚合物示例中，可以将着色剂与基底材料进行混合并热成型为测试面板或产品。基底材料可以是例如通用聚苯乙烯(gpps)、尼龙、高密度聚乙烯(hdpe)、低密度聚乙烯(ldpe)及其他。聚合物产品的制造者可以生产包括聚合物基底材料的测试面板，该聚合物基底材料所具有的区域具有一个或多个着色剂处方或其他外观属性。分光光度计10可以如上所描述那样多地对测试面板的区域进行成像、显示和测量(手动或自动)。在这些实施例中，感兴趣区域是测试面板的不是颜色墨水补片的区域。可替换地，分光光度计10可以用于在生产聚合物货品上执行质量保证测量。生产聚合物货品可以具有可自动检测和测量的颜色图案或其他感兴趣区域，连同所测量的部分或颜色图案或感兴趣区域的图像一起。可以按照需要在大小、间距和取向方面调整视觉瞄准辅助，以适合聚合物测试面板或聚合物产品。
[0067]
在纺织物示例中，可以对多色纺织物进行编织、染色或印刷。颜色可以以图案存在或是无图案的。本发明可以用于瞄准和测量纺织物产品上的个体颜色。
[0068]
在建筑涂料示例中，客户可以将彩色对象或结构带到涂料零售商，作为针对涂料颜色的灵感。已知测量对象的颜色以获得针对涂料的目标颜色。然而，如果对象是多色的，则可能难以测量要被用作针对涂料的目标颜色的颜色的精确区域。通过在对象的图像上显示测量视野指示符116，实况视频瞄准的增强现实方面将帮助客户和零售商识别和瞄准要测量的精确感兴趣区域。
[0069]
在建筑产品应用中，铺地材料和其他材料可以具有不规则多色图案。本发明可以通过显示在建筑产品的实况视图上叠加的测量视野指示符，来自动辨别和测量建筑产品内的感兴趣区域和/或帮助建筑产品的手动测量。
[0070]
尽管所图示的实施例具有分离的光谱引擎和相机，但在另一实施例中，相机集成到光谱引擎中。在该实施例中，光谱引擎的视野和相机的视野是相同的。然而，可以以相同方式完成自动目标获取和自动触发模式以及颜色预览，然后，可以根据与所检测到的目标相对应的像素计算针对个体目标的测量结果。
[0071]
对于准确预览，相机需要被校准。可以使用从颜色管理已知的各种方法来对rgb相机进行颜色校准。例如，标准颜色图表可以由相机捕获，并且，可以生成icc相机简档，从而校正颜色图表的已知颜色值与由相机检测到的颜色值之间的差异。然而，可实现的颜色准确度是通过这种方法而限制的，且被同色异谱效应(检测器同色异谱和照明同色异谱)削弱。
[0072]
在优选实施例中，使用光谱引擎来校准彩色相机。为了执行校准，目标表面由光谱引擎测量，并且相同目标表面的图像由相机捕获。目标表面不必是标准颜色补片，但应当在颜色方面足够均匀以允许光谱引擎的视野的平均化。将与测量视野相对应的相机的传感器的像素所检测到的颜色值与从由光谱引擎作出的测量导出的颜色值进行比较，并且计算和存储校准参数。可替换地，可以将由相机检测到的颜色值转换成光谱值，并且可以根据所计算和所测量的光谱值的比较对校准参数进行计算。可以在一次性的基础上、周期性地或者每当光谱测量结果被光谱引擎获得时执行校准。
[0073]
参考图6，在一些实施例中，分光光度计包括针对实况视图相机或在与主要相机相同的感兴趣区域处导向的增加的放大的辅助相机的“缩放”特征。增加的放大实现了由用户进行的半色调检查以及针对印刷或制造缺陷的检查。缩放特征还实现了不同颜色分离的配准标志对准的严格检查。参见例如图6，其中配准标志106a和106b具有与配准标志104的略微未对准。
[0074]
可以针对质量保证记录而记录配准标志的图像。另外，可以对配准标志对准(或未对准)进行测量和评分。可以将测量结果或得分提供给用户，以调整印刷或制造过程。还可以针对质量保证记录而记录测量结果或得分。
[0075]
在一些实施例中，由处理器实施的图像处理包括光学字符辨别、条形码辨别和/或qr码辨别，以识别与所打印的产品相关联的作业号。然后可以使用作业号以检索质量保证包装。质量保证包装可以包括预定义作业数据以自动配置仪器设定。质量保证包装还可以包括颜色标准数据，诸如要在所打印的产品上匹配的目标颜色值。可以将来自质量保证包装的信息自动下载到分光光度计中。自动作业号识别减少了用户的所需输入和错误作业识别的可能性。
[0076]
在一个实施例中，一种用于测量目标对象的感兴趣区域的颜色的颜色测量仪器包括：光谱引擎，具有第一视野；相机，具有第二视野，所述第二视野大于所述第一视野且涵盖所述第一视野；显示器；以及处理器，耦合到所述光谱引擎、相机和显示器。所述处理器被配置有在非易失性存储器中存储的指令，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：在所述第一视野的位置的表示叠加在所述第二视野的实况视图上的情况下，在所述显示器上显示所述第二视野的实况视图。当所述颜色测量仪器被放置在所述目标对象附近时，所述显示器上的实况视图包括所述目标对象上的感兴趣区域中的一个或多个。
[0077]
在非易失性存储器中存储的指令可以进一步包括在由所述处理器执行时使所述光谱引擎执行下述操作的指令：在所述第一视野内作出所述目标对象上的感兴趣区域的颜
色测量。
[0078]
在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述光谱引擎执行下述操作的指令：响应于用户动作而作出所述颜色测量。
[0079]
在上面描述的颜色测量仪器的一个示例中，在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：自动检测所述第一视野何时整体被所述多个感兴趣区域中的单个感兴趣区域占据；以及使所述光谱引擎响应于这种自动检测而作出所述颜色测量。
[0080]
在上面描述的颜色测量仪器的另一示例中，在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述光谱引擎执行下述操作的指令：随着跨所述目标对象移动所述颜色测量仪器，响应于所述处理器自动检测所述第一视野何时整体被多个感兴趣区域中的每一个占据而作出多个颜色测量。
[0081]
在上面描述的颜色测量仪器的另一示例中，在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：自动检测所述第一视野何时整体被所述多个感兴趣区域中的单个感兴趣区域占据；以及使所述光谱引擎响应于这种自动检测外加用户动作而作出所述颜色测量。换句话说，如果用户试图作出测量但处理器检测到第一视野未与感兴趣区域适当对准，则直到未对准被校正之前不会作出测量。
[0082]
在上面描述的该实施例的进一步示例中，所述相机包括图像传感器，并且在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：通过检测与所述第一视野相对应的所述图像传感器的像素内的颜色均匀性的阈值水平，来自动检测所述第一视野何时整体被所述多个感兴趣区域中的单个感兴趣区域占据。在一些示例中，边缘检测也用于自动检测感兴趣区域。
[0083]
在上面描述的该实施例的示例中的任一个中，在非易失性存储器中存储的指令可以进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：在所述显示器上提供与所述第一视野是否整体被单个感兴趣区域占据有关的视觉反馈。
[0084]
在上面描述的该实施例的示例中的任一个中，在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：提供在所述目标对象上的感兴趣区域的实况视图上叠加的瞄准辅助。
[0085]
在上面描述的该实施例的示例中的任一个中，所述目标对象是所打印的产品，并且所述感兴趣区域包括所打印的颜色测试补片。
[0086]
在上面描述的该实施例的示例中的任一个中，所述显示器进一步包括可旋转铰接显示器。
[0087]
在上面描述的该实施例的示例中的任一个中，所述颜色测量仪器包括分光光度计。在一个示例中，所述光谱引擎包括：多个可选择光谱滤波器和光电二极管。在另一示例中，所述光谱引擎包括线性可变滤波器分光光度计。在另一示例中，所述光谱引擎包括衍射光栅型分光光度计。
[0088]
在另一实施例中，一种用于测量目标对象的感兴趣区域的颜色的颜色测量仪器包括：光谱引擎，具有第一视野；相机，具有第二视野，所述第二视野大于所述第一视野且涵盖所述第一视野；显示器；以及处理器，耦合到所述光谱引擎、相机和显示器，所述处理器被配置有在非易失性存储器中存储的指令，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：生
成所述第二视野的实况视图；在所述第二视野内自动检测一个或多个感兴趣区域，并在所述第二视野内进一步生成针对一个或多个感兴趣区域的预览颜色测量结果；以及将所述预览测量结果叠加在所述实况视图中的它们相应的感兴趣区域上。当所述颜色测量仪器被放置在所述目标对象附近时，所述显示器上的实况视图包括所述目标对象上的感兴趣区域中的一个或多个。
[0089]
在上面描述的该实施例的进一步示例中，所述相机包括图像传感器，并且在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：通过检测所述图像传感器的像素的子集内的颜色均匀性的阈值水平，来自动检测感兴趣区域。在进一步示例中，在所述实况视图上叠加的预览测量结果包括一个或多个子集像素的平均颜色值。在一些示例中，边缘检测也用于自动检测感兴趣区域。
[0090]
在该实施例的颜色测量的一个示例中，在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：在所述第一视野的位置的表示叠加在所述第二视野的实况视图上的情况下，在所述显示器上显示所述第二视野的实况视图。
[0091]
在该实施例的颜色测量仪器的进一步示例中，在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述光谱引擎执行下述操作的指令：在所述第一视野内作出所述目标对象上的感兴趣区域的颜色测量。所述处理器可以使所述光谱引擎响应于用户动作而作出所述颜色测量。
[0092]
在该实施例的颜色测量仪器的进一步示例中，在非易失性存储器中存储的指令可以进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：自动检测所述第一视野何时整体被所述多个感兴趣区域中的单个感兴趣区域占据；以及使所述光谱引擎响应于这种自动检测而作出所述颜色测量。
[0093]
在上面描述的该实施例的进一步示例中，所述相机包括图像传感器，并且在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：通过检测与所述第一视野相对应的所述图像传感器的像素内的颜色均匀性的阈值水平，来自动检测所述第一视野何时整体被所述多个感兴趣区域中的单个感兴趣区域占据；以及将与所述第一视野相对应的所述图像传感器的像素的平均颜色值叠加在所述第二视野的实况视图上。在一些示例中，边缘检测也用于自动检测感兴趣区域。
[0094]
在上面描述的该实施例的示例中的任一个中，所述颜色测量仪器包括分光光度计。在一个示例中，所述光谱引擎包括：多个可选择光谱滤波器和光电二极管。在另一示例中，所述光谱引擎包括线性可变滤波器分光光度计。在另一示例中，所述光谱引擎包括衍射光栅型分光光度计。
[0095]
在另一实施例中，一种用于测量目标对象的感兴趣区域的颜色的颜色测量仪器包括：光谱引擎，具有第一视野；相机，具有第二视野，所述第二视野大于所述第一视野且涵盖所述第一视野；显示器；以及处理器，耦合到所述光谱引擎、相机和显示器，所述处理器被配置有在非易失性存储器中存储的指令，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：使所述光谱引擎在所述第一视野内作出所述目标对象上的感兴趣区域的颜色测量；以及使所述相机记录所述第二视野的包括所述第一视野的至少部分。当所述颜色测量仪器被放置在所述目标对象附近时，所述第二视野包括所述目标对象上的感兴趣区域中的一个或多个。
在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：在所述第一视野叠加在从所述相机获取的所测量的感兴趣区域的图像上的情况下，连同所述图像一起显示来自由所述光谱引擎作出的测量的颜色值。
[0096]
在另一实施例中，一种用于测量目标对象的感兴趣区域的颜色的颜色测量仪器包括：光谱引擎，具有第一视野；相机，具有第二视野，所述第二视野大于所述第一视野且涵盖所述第一视野；显示器；以及处理器，耦合到所述光谱引擎、相机和显示器，被配置有在非易失性存储器中存储的指令，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：在所述第一视野的位置的表示叠加在所述第二视野的实况视图上的情况下，在所述显示器上显示所述第二视野的实况视图。当所述颜色测量仪器被放置在所述目标对象附近时，所述显示器上的实况视图包括所述目标对象上的感兴趣区域中的一个或多个。在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：对所述目标对象的表面的放大部分进行缩放和显示，以用于视觉检查。
[0097]
在该实施例的颜色测量设备的示例中，所述目标对象包括彩色打印产品，并且所述目标对象的表面的放大允许半色调质量和印刷缺陷的印刷检查。
[0098]
在该实施例的颜色测量设备的示例中，所述目标对象包括彩色打印产品，并且在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：出于质量保证目的而记录配准标志的图像。在一些示例中，对对准(或未对准)或配准标志进行检测、测量和评分。
[0099]
在另一实施例中，一种用于测量目标对象的感兴趣区域的颜色的颜色测量仪器包括：光谱引擎，具有第一视野；相机，具有第二视野，所述第二视野大于所述第一视野且涵盖所述第一视野；显示器；以及处理器，耦合到所述光谱引擎、相机和显示器，被配置有在非易失性存储器中存储的指令，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：在所述第一视野的位置的表示叠加在所述第二视野的实况视图上的情况下，在所述显示器上显示所述第二视野的实况视图。当所述颜色测量仪器被放置在所述目标对象附近时，所述显示器上的实况视图包括所述目标对象上的感兴趣区域中的一个或多个。在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：读取所述目标对象上的条形码信息；以及基于条形码读取来从计算机/服务器检索质量保证度量。
[0100]
在另一实施例中，一种用于测量目标对象的感兴趣区域的颜色的颜色测量仪器包括：光谱引擎，具有第一视野；相机，具有第二视野，所述第二视野大于所述第一视野且涵盖所述第一视野以及所述感兴趣区域中的一个或多个；以及处理器，耦合到所述光谱引擎、相机，所述处理器被配置有在非易失性存储器中存储的指令，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：使所述光谱引擎响应于所述处理器自动检测到预定感兴趣区域整体占据所述第一视野而作出所述目标对象的测量。
[0101]
在上面描述的该实施例的进一步示例中，所述相机包括图像传感器，并且在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：通过检测与所述第一视野相对应的所述图像传感器的像素内的颜色均匀性的阈值水平，来自动检测所述第一视野何时整体被所述多个感兴趣区域中的单个感兴趣区域占据；以及将与所述第一视野相对应的所述图像传感器的像素的平均颜色值叠加在所述第二视野的实况视图上。在一些示例中，边缘检测也用于自动检测感兴趣区域。
[0102]
在该实施例的另一示例中，所述颜色测量仪器被安装在打印装置上。在该实施例的另一示例中，所述颜色测量仪器被安装在打印装置下游的装备上。
[0103]
该实施例的颜色测量仪器可以进一步包括显示器，并且在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：在所述第一视野的位置的表示叠加在所述第二视野的实况视图上的情况下，在所述显示器上显示所述第二视野的实况视图。
[0104]
可以在单个分光光度计中组合或分离地实现以上实施例中的每一个。
[0105]
可以在单个分光光度计中组合或分离地实现以上实施例中的每一个。在以上说明书中，已经参考本发明的具体示例性实施例描述了本发明。参考本文讨论的细节来描述(一个或多个)发明的各种实施例和方面，并且附图图示了各种实施例。以上描述和附图图示了本发明，且不应被理解为限制本发明。描述了许多具体细节，以提供本发明的各种实施例的透彻理解。
[0106]
在不脱离本发明的精神或实质特性的情况下，本发明可以以其他具体形式体现。所描述的实施例应在所有方面中仅被视为说明性的而非限制性的。例如，可以利用更少或更多步骤/动作执行本文描述的方法，或者可以按不同次序执行步骤/动作。另外，可以彼此并行地或者与相同或类似步骤/动作的不同实例并行地重复或执行本文描述的步骤/动作。因此，本发明的范围由所附权利要求书指示，而不是由以上描述指示。落在权利要求书的等效含义和范围内的所有改变应被涵盖在其范围内。

技术特征：
1.一种用于测量目标对象的感兴趣区域的颜色的颜色测量仪器，包括：光谱引擎，具有第一视野；相机，具有第二视野，所述第二视野大于所述第一视野且涵盖所述第一视野；显示器；以及处理器，耦合到所述光谱引擎、相机和显示器，所述处理器被配置有在非易失性存储器中存储的指令，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：生成所述第二视野的实况视图；处理图像数据以在所述第二视野内自动检测一个或多个感兴趣区域；在不使用光谱引擎的情况下处理图像数据以从所述第二视野的实况视图获得针对一个或多个感兴趣区域的颜色值预览测量结果；将所述预览测量结果叠加在所显示的实况视图中的它们相应的感兴趣区域上；以及使所述光谱引擎作出所述目标对象上的感兴趣区域的光谱测量，当所述感兴趣区域来到所述第一视野内时，已经显示针对所述感兴趣区域的颜色值预览测量结果。2.如权利要求1所述的颜色测量仪器，其中在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：从所述相机获得包括所述第二视野的包括所述第一视野的至少部分的测量图像；以及连同所述测量图像的包括所述第一视野的至少部分一起显示来自由所述光谱引擎作出的测量的颜色值。3.如权利要求2所述的颜色测量仪器，其中与由所述光谱引擎进行的测量同时，由所述相机捕获所述测量图像。4.如权利要求2或权利要求3所述的颜色测量仪器，其中所述测量图像的所显示的至少部分包括缩略图像，所述缩略图像包括所述第一视野。5.如权利要求2、3或4所述的颜色测量仪器，其中在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：连同所述测量图像一起存储来自由所述光谱引擎作出的测量的颜色值。6.如权利要求2或3所述的颜色测量仪器，其中所述测量图像包括基本上全部所述第二视野，并且其中在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：连同所述测量图像一起存储来自由所述光谱引擎作出的测量的颜色值。7.如权利要求1所述的颜色测量仪器，其中在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：通过确定所述图像传感器的像素的子集内的颜色均匀性的阈值水平并将颜色均匀性的水平与预定阈值进行比较，来自动检测感兴趣区域。8.如权利要求7所述的颜色测量仪器，其中所述预览颜色测量结果包括像素的子集的平均颜色值。9.如权利要求1、7或8所述的颜色测量仪器，其中在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：通过检测所述多个感兴趣区域的边缘来自动检测感兴趣区域。10.如权利要求1所述的颜色测量仪器，其中在非易失性存储器中存储的指令进一步包
括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：对所述目标对象的放大实况视图进行缩放和显示，以用于严格视觉检查。11.如权利要求10所述的颜色测量设备，其中在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：出于质量保证目的而记录放大视图的图像。12.如权利要求1所述的颜色测量仪器，其中在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：读取所述目标对象上的条形码信息；以及基于条形码读取来从计算机/服务器检索质量保证度量。13.如前述权利要求中任一项所述的颜色测量设备，其中在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述处理器执行下述操作的指令：在所述第一视野的位置的表示叠加在所述第二视野的实况视图上的情况下，在所述显示器上显示所述第二视野的实况视图。14.如权利要求13所述的颜色测量仪器，其中在非易失性存储器中存储的指令进一步包括在由所述处理器执行时使所述光谱引擎执行下述操作的指令：在所述第一视野内作出所述目标对象上的感兴趣区域的颜色测量。

技术总结
根据本发明一个方面的一种用于测量目标对象的感兴趣区域的颜色的颜色测量仪器包括光谱引擎、彩色相机、显示器和处理器。所述光谱引擎具有第一视野。所述相机具有第二视野，所述第二视野大于所述第一视野且涵盖所述第一视野。所述处理器耦合到所述光谱引擎、相机和显示器。所述处理器使所述光谱引擎在所述第一视野内作出感兴趣区域的颜色测量，并从所述相机获得包括所述第二视野的包括所述第一视野的部分的测量图像。所述处理器进一步使得连同所述测量图像的部分一起显示来自由所述光谱引擎作出的测量的颜色值。引擎作出的测量的颜色值。引擎作出的测量的颜色值。


技术研发人员：M
受保护的技术使用者：爱色丽公司
技术研发日：2021.12.30
技术公布日：2023/10/15