專利名稱：用于表面估計(jì)的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于記錄表面的視覺(jué)特性，如有著色的涂層薄膜的顏色、光澤、質(zhì)地等的方法和設(shè)備，該方法和設(shè)備使用一個(gè)成像裝置、一個(gè)光源、和一個(gè)用于定位具有要檢查表面的樣本的樣本區(qū)域。
背景技術(shù)：
一個(gè)表面的視覺(jué)外觀可以依賴于光學(xué)幾何條件，光學(xué)幾何條件被定義為被觀察物體相對(duì)于觀察者以及光源的定位。這種依賴性可以發(fā)生在，例如具有效果顏料的涂層薄膜上。視覺(jué)特性對(duì)光學(xué)幾何條件的這種依賴性通常稱為測(cè)角色差，或者flop行為。在光學(xué)幾何條件中，觀察方向就是在觀察者和被觀察物體上一個(gè)被觀察點(diǎn)之間的線，照明方向是在光源和被觀察點(diǎn)之間的線。鏡面反射方向就是由與樣本表面相垂直的鏡面反射的照明方向的線的方向。Flop角，也被稱為aspecular角，是觀察方向和反射方向之間的夾角。光澤，不論是效應(yīng)膜或者非效應(yīng)膜，都依賴于光學(xué)幾何條件。
效果顏料被應(yīng)用于表面以便獲得光學(xué)效果，如金屬或者珍珠涂層。通常，在包括金顏料的涂層薄膜中，亮度是依賴于光學(xué)幾何條件的，對(duì)于包括珍珠效果顏料涂層，色調(diào)隨光學(xué)幾何條件而改變。這就使得這種涂層薄膜的視覺(jué)外表的特性變得非常復(fù)雜。當(dāng)近距離觀察時(shí)，涂層薄膜上由于涂料薄片的存在而形成的局部強(qiáng)散射點(diǎn)的外觀就會(huì)使得這種關(guān)系變得更加復(fù)雜。而固體顏色可以以反射系數(shù)值的頻譜分布為特征，包括效果顏料的涂層需要考慮到角度和空間依賴性。
迄今為止，一直用分光光度計(jì)以有限數(shù)量不同的測(cè)量幾何條件來(lái)研究金屬和珍珠涂層的光亮度和顏色對(duì)于光學(xué)幾何條件的依賴性。然而，這就導(dǎo)致得到一個(gè)在非常有限數(shù)量的光學(xué)幾何條件處給出的數(shù)據(jù)的不完整的圖片。
美國(guó)專利5,550,632中公開(kāi)了一種用數(shù)字照相機(jī)來(lái)評(píng)估涂料薄膜的方法和裝置。每條記錄只使用一個(gè)光學(xué)幾何條件，并且由于照相機(jī)的聚焦，只有一個(gè)flop角。由于包括效果顏料的涂層的外觀依賴于flop角，該方法不能用于在一個(gè)記錄中評(píng)估這種效果表面。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的就是提供一種允許在一個(gè)連續(xù)的flop角范圍上在單記錄中對(duì)表面進(jìn)行評(píng)估的系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的是通過(guò)一個(gè)通過(guò)記錄一個(gè)表面的flop角的依賴特性的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)的，該設(shè)備包括一個(gè)成像裝置，用于記錄由一個(gè)表面，一個(gè)光源和一個(gè)用于定位一個(gè)具有待觀察表面的樣本的樣本區(qū)域產(chǎn)生的光相互作用，其特征在于所述成像裝置的范圍覆蓋了一個(gè)連續(xù)的觀察方向范圍，并且在于成像裝置、光源、和采樣區(qū)域以這種方式安排，使得在一個(gè)圖象中至少一個(gè)表面特性作為flop角的函數(shù)被記錄。該記錄可被應(yīng)用于視覺(jué)檢查和比較，或者基于成像裝置的能力量化已記錄信號(hào)，用于測(cè)量或者數(shù)據(jù)處理。一個(gè)應(yīng)用的具體例子就是用于光澤測(cè)量和顏色匹配。
根據(jù)本發(fā)明的一種設(shè)備或者安排特別適用于評(píng)估涂覆有效果顏料的表面的flop行為、或者測(cè)角色差。
為了得到flop行為的有用圖片，如前面所定義的flop角的范圍跨度應(yīng)該最好大于40度，如果大于50度就更好了。
對(duì)于某些類型的表面，如包括金屬顏料的涂層薄膜，在flop角變大時(shí)，顏色變深。為了在這種情況下應(yīng)用所有的測(cè)量范圍，光分布最好在成像裝置的觀看范圍上變化，最好依照一個(gè)增或減函數(shù)。這個(gè)函數(shù)取決于材料類型?？梢酝ㄟ^(guò)根據(jù)照明角度的變化改變光源的光輸出來(lái)改變光分布。也可以采用適當(dāng)?shù)臑V光波器來(lái)改變光分布。
在一個(gè)優(yōu)選安排中，光源可以是一個(gè)線光源，如TL條形照明燈、光擴(kuò)散器上的一個(gè)水平切口、一列點(diǎn)光源，如LED或者玻璃纖維等。光源也可以是一個(gè)點(diǎn)光源。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)安排中的一個(gè)合適的成像裝置是CCD照相機(jī)、或者電荷藕合器件照相機(jī)。例如RicohRDC 5000、OlympusC-2000Z、MinoltaDimageRD3000、和NikonCoolpix950都是合適的CCD照相機(jī)。
數(shù)字?jǐn)z像機(jī)構(gòu)成另一個(gè)可以實(shí)施本發(fā)明的的合適的設(shè)備群體。使用數(shù)字?jǐn)z像機(jī)時(shí)，flop角不僅作為位置的函數(shù)而改變，而是可選的或者額外的作為時(shí)間的函數(shù)而改變。使用數(shù)字?jǐn)z像機(jī)還可以監(jiān)視被觀察表面在一段時(shí)間內(nèi)視覺(jué)外觀隨時(shí)間的變化，例如在處理過(guò)程中涂層薄膜的外貌。
使用數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，每個(gè)記錄的圖像都是由大量的象素組成的。每個(gè)象素具有一個(gè)紅色值R、一個(gè)綠色值G、和一個(gè)藍(lán)色值B。
理想情況下，對(duì)于一個(gè)純黑表面，經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的R、G和B值應(yīng)該都為0，而對(duì)一個(gè)理想純白表面來(lái)說(shuō)，這三個(gè)值都應(yīng)該等于一個(gè)預(yù)先設(shè)定的最大值。這個(gè)最大值等于2n-1，其中n是定義一個(gè)象素的位數(shù)。如果采用的是8位的象素深度，那么這個(gè)最大值就應(yīng)該是255。
當(dāng)研究金屬涂層時(shí)，其亮度可能超出本地白色的亮度。應(yīng)當(dāng)考慮到這種情況，例如選擇一個(gè)小于2n-1的最大值作為白色。
對(duì)于精確顏色測(cè)量，最好周期性的校準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果。當(dāng)使用CCD照相機(jī)時(shí)，可以用首先分別記錄一個(gè)黑色樣本和一個(gè)白色樣本的方法來(lái)進(jìn)行校準(zhǔn)。從白色樣本和所測(cè)量樣本的R、G、B值中減去黑色值的R、G、B值。然后，所測(cè)量樣本的R、G、B值分別除以白色校準(zhǔn)樣本的相應(yīng)值，并乘以最大白色值。這意味著對(duì)于圖像中的每個(gè)象素來(lái)說(shuō)，用如下公式計(jì)算出了R值的校準(zhǔn)值RcalRcal＝255*(R-Rblack)/(Rwhite-Rblack)在這個(gè)公式中，Rblack是在黑色樣本中象素的R值，而Rwhite是在白色樣本中象素的R值。B和G的校準(zhǔn)值也相應(yīng)的計(jì)算出。這個(gè)修正說(shuō)明象素的光靈敏度中的偏差和照明強(qiáng)度隨光學(xué)幾何條件的變化。
還可以對(duì)于光強(qiáng)隨時(shí)間的變化校正R、G、B值?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)樣本應(yīng)用并列白色條來(lái)實(shí)現(xiàn)這種校正。為了計(jì)算的需要，樣本和白色條可以被分為沿樣本縱向軸方向的大量的虛擬部分。對(duì)每個(gè)樣本部分，確定R、G、B的平均值Rav、Gav、Bav。類似的，對(duì)于每個(gè)白色條部分，確定R、G、B的平均值Rwhite-av、Gwhite-av、Bwhite-av。然后，用下面的公式計(jì)算出每個(gè)樣本部分的修正的R值RcorRcor＝255*(Rav，/Rwhite-av)。
可以相應(yīng)的計(jì)算出Gcor和Bcor的值。
C0mmission International de I’Eclairage(CIE)制定了最普通的用于色度數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，也就是CIELab(L*，a*，b*)、CIEXYZ(X，Y，Z)和CIELuv(L*，u*，v*)。這些系統(tǒng)考慮到了人眼的靈敏度。用CCD照相機(jī)測(cè)量的R、G、B值可以轉(zhuǎn)換為CIELab系統(tǒng)中的L*、a*、b*值。
所選擇的數(shù)學(xué)模型可以是任何一個(gè)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的數(shù)學(xué)模型。在H.R.Kang的文章Color Technology for Electronic Imaging Devices，SPIE Optical Engineering Press，1997年，第3和第11章和美國(guó)專利5,850,472中提及了一些范例。模型可以是線性的也可以是非線性的。一個(gè)非線性模型的例子是一個(gè)具有10個(gè)參數(shù)的二次多項(xiàng)式或者是一個(gè)具有20個(gè)參數(shù)的三次多項(xiàng)式。在應(yīng)用中最好采用線性模型。所采用的線性模型最好具有4個(gè)模型參數(shù)。
具有4個(gè)參數(shù)的線性模型的一個(gè)例子是這樣一個(gè)模型，其中校準(zhǔn)顏色的已測(cè)量的顏色信號(hào)，在本例中是R、G和B數(shù)據(jù)，被轉(zhuǎn)換為色度數(shù)據(jù)，在本例中是CIELab數(shù)據(jù)Li*＝c0+c1Ri+c2Gi+c3Biai*＝d0+d1Ri+d2Gi+d3Bibi*＝e0+e1Ri+e2Gi+e3Bi其中，Ri、Gi、Bi是已測(cè)量信號(hào)，Li*、ai*、bi*是校準(zhǔn)顏色i的色度數(shù)據(jù)。
應(yīng)用線性回歸來(lái)從已測(cè)量RGB數(shù)據(jù)和校準(zhǔn)顏色的CIELab數(shù)據(jù)(CIE1964標(biāo)準(zhǔn)色度觀測(cè)器)來(lái)計(jì)算出12個(gè)模型參數(shù)c0-c3、d0-d3和e0-e3。這些模型參數(shù)被用于將被選顏色的已測(cè)量RGB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為CIELab數(shù)據(jù)。
一個(gè)具有20個(gè)參數(shù)的非線性三次多項(xiàng)式為L(zhǎng)i*＝c0+c1Ri+c2Gi+c3Bi+c4Ri2+c5Gi2+c6Bi2+c7RiGi+c8RiBi+c9GiBi+c10Ri3+c11Gi3+c12Bi3+c13Ri2Gi+c14Ri2Bi+c15Gi2Ri+c16Gi2Bi+c17Bi2Ri+c18Bi2Gi+c19RiGiBiai*＝d0+d1Ri+d2Gi+d3Bi+d4Ri2+d5Gi2+d6Bi2+d7RiGi-d8RiBi+d9GiBi+d10Ri3+d11Gi3+d12Bi3+d13Ri2Gi+d14Ri2Bi+d15Gi2Ri+d16Gi2Bi+d17Bi2Ri+d18Bi2Gi+d19RiGiBibi*＝e0+e1Ri+e2Gi+e3Bi+e4Ri2+e5Gi2+e6Bi2+e7RiGi-e8RiBi+e9GiBi+e10Ri3+e11Gi3+e12Bi3+e13Ri2Gi+e14Ri2Bi+e15Gi2Ri+e16Gi2Bi+e17Bi2Ri+e18Bi2Gi+e19RiGiBi應(yīng)用線性回歸來(lái)從已測(cè)量RGB數(shù)據(jù)和校準(zhǔn)顏色的CIELab數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算出60個(gè)模型參數(shù)c0-c19、d0-d19和e0-e19。這些模型參數(shù)被用于將被選顏色的已測(cè)量RGB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為CIELab數(shù)據(jù)。
盡管上文所述，在計(jì)算模型參數(shù)時(shí)，仍然可能借給被選顏色附近的校準(zhǔn)顏色更大的權(quán)重。在上面例子中的具有4個(gè)參數(shù)的線性模型中，這意味著在線性回歸期間，根據(jù)在RGB顏色空間中被討論的校準(zhǔn)顏色和被選顏色之間的距離，給每個(gè)校準(zhǔn)顏色一個(gè)權(quán)重因數(shù)。在線性回歸過(guò)程中，如下的平方和被最小化Σi=1nwi(yi-y^i)2]]>其中wi是權(quán)重因數(shù)，yi是基于頻譜測(cè)量的Li*、ai*或bi*， 是基于RGB到CIELab轉(zhuǎn)換的Li*、ai*或bi*的計(jì)算值。
令 等于c0+c1R+c2G+c3B(見(jiàn)上文)，wi等于((Ri-R)2+(Gi-G)2+(Bi-B)2)-2，則這個(gè)和變?yōu)?amp;Sigma;i=1n(Li*-c0-c1Ri-c2Gi-c3Bi)2((Ri-R)2+(Gi-G)2+(Bi-B)2)-2]]>Σi=1n(ai*-d0-d1Ri-d2Gi-d3Bi)2((Ri-R)2+(Gi-G)2+(Bi-B)2)-2]]>
Σi=1n(bi*-e0-e1Ri-e2Gi-e3Bi)2((Ri-R)2+(Gi-G)2+(Bi-B)2)-2]]>其中，n為校正顏色的數(shù)量，R、G、B為被選顏色的已測(cè)量信號(hào)。
還可以利用被選顏色附近的校正顏色來(lái)進(jìn)行插值。
如果有這樣的需要，可以根據(jù)公式R＝G＝B＝f(L*)或另一色度系統(tǒng)中L*的可比值對(duì)黑色、白色和灰色的已測(cè)量信號(hào)執(zhí)行灰配平。在H.R.Kang的文章Color Technology for Electronic Imaging Devices，SPIEOptical Engineering Press，1997年，第11章中對(duì)這種灰配平進(jìn)行了描述。
使用圖像處理軟件，如可以從Media Cybernetics買(mǎi)到的計(jì)算機(jī)程序Optimas、或者可以從同一公司得到的Image ProPlus，可以用識(shí)別相對(duì)于顆粒背景差別照明亮度的方法識(shí)別獨(dú)立的顆粒。這些顆?？梢允?，如一種或者多種金屬顏料。在識(shí)別出顆粒之后，可以用圖像處理軟件確定出顆粒的數(shù)量和圖像參數(shù)，如顆粒大小、顆粒形狀、最短和最長(zhǎng)軸的長(zhǎng)度、以及顆粒的R、G和B值。如果需要，該數(shù)據(jù)可以隨意的在帶狀部分或者更大的部分上進(jìn)行平均。
在圖像基礎(chǔ)上確定的數(shù)據(jù)可以被應(yīng)用于，例如搜索給出一個(gè)匹配表面涂層的涂層公式。為此，已測(cè)量數(shù)據(jù)可以和顏色公式數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行比較。
為了增強(qiáng)成像裝置的范圍，光源可以包括一組鏡子。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)適當(dāng)?shù)氖褂苗R子可以提高大約90度或者更大的范圍。
盡管光源可以是一個(gè)恒定光源，最好用閃光燈來(lái)減小能源的使用。如果采用了恒定光源，照相機(jī)應(yīng)當(dāng)被設(shè)置在一個(gè)適當(dāng)?shù)钠毓鈺r(shí)間。適當(dāng)?shù)墓庠纯梢允擎u絲鹵素?zé)艋蛘唠療簟?br> 在一個(gè)具體的優(yōu)選實(shí)施例中，光源包括一個(gè)通過(guò)一狹長(zhǎng)的切口漫射光的外殼。狹長(zhǎng)切口的縱向邊與樣本表面基本平行，而短邊則與樣本表面基本垂直。在這種安排之下，可以用一個(gè)光感應(yīng)器來(lái)控制光輸出。在這種漫射器的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該狹長(zhǎng)切口以散射器內(nèi)側(cè)的基本水平的壁為邊界。這樣，樣本表面的光強(qiáng)是flop角的函數(shù)。在距漫射器較小角度距離處的光強(qiáng)要小于較大角度距離處的光強(qiáng)。
在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一個(gè)進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例中，在一個(gè)圖像中光的頻譜分布隨樣本上的位置不同而變化，例如，通過(guò)采用不同的光源或者一組濾光器、一個(gè)光柵、或者一個(gè)棱鏡。這樣將提高獨(dú)立測(cè)量數(shù)據(jù)的數(shù)量，并改善顏色的精確性。可以用，例如改變光源發(fā)出的光或者在光進(jìn)入成像裝置之前改變光的頻譜分布來(lái)實(shí)現(xiàn)這種操作。照明的頻譜分布最好與光學(xué)幾何條件的改變相互正交。
為了消除環(huán)境光線的影響，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備最好包括一個(gè)外殼。
如前所述，本發(fā)明包括一種表面估計(jì)的方法，其中所記錄的光的相互作用通常是一個(gè)樣本的光反射。然而，如果樣本是透明的或者半透明的，所記錄的光相互作用就可能是光穿透。在這種情況下，樣本被放置于成像裝置和光源之間。
可以采用光滑樣本。然而，如果這樣要求的話，彎曲樣本也可以適用于flop behaviour的研究。


下面用附圖進(jìn)一步的圖解和說(shuō)明本發(fā)明。圖中圖1所示是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)記錄安排的整體示意圖；圖2所示是在圖1安排的一個(gè)記錄；圖3所示是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)可選安排的示意圖；圖4示出了圖3排列所記錄的、flop角作為位置的函數(shù)的曲線；圖5所示是根據(jù)本發(fā)明的第三種可選安排；圖6所示是根據(jù)本發(fā)明的第四種可選實(shí)施例；圖7示出了根據(jù)圖6中的設(shè)備中成像的樣本的已濾波長(zhǎng)的變化；圖8所示是一個(gè)具有用于光澤測(cè)量的平行參考樣本的樣本。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)安排1，包括一個(gè)光源2，一個(gè)作為記錄設(shè)備的CCD照相機(jī)3，該照相機(jī)具有一個(gè)從臨近光源的第一外端觀察方向4到第二外端觀察方向5范圍的觀察角α。涂層樣本6位于照相機(jī)3之下。光源2是一個(gè)平行于樣本表面的線光源。光源2位于CCD照相機(jī)3的直接范圍之外。在光源2和觀察方向4與樣本6交匯點(diǎn)之間的直線為第一照明方向7，它被樣本6反射到第一反射鏡面方向8。類似地，在光源2和觀察方向5與樣本6交匯點(diǎn)之間的直線為第二照明方向9，它被樣本6反射到第二反射鏡面方向10。圖中，外flop角Θ1是在第一觀察方向4和第一反射鏡面方向8之間的角，而外flop角Θ2是在第二觀察方向5和第二反射鏡面方向10之間的角。在Θ1和Θ2之間的角范圍的跨度可能達(dá)到大約90度。
圖2所示是一個(gè)用圖1中的安排記錄的記錄圖像。這是一個(gè)涂有金屬涂料的樣本的圖像。該圖示出了亮度隨flop角的變化。圖2中的圖像還示出了樣本長(zhǎng)度上粗糙程度的變化，正如人眼也能所觀察到的。
圖3給出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)可選安排，其中鏡子11的使用增加了flop角的范圍。鏡子11的放置使得它恰巧可以反射臨近距離光源2最遠(yuǎn)的照相機(jī)觀察角范圍的外端的樣本部分。在照相機(jī)3觀察的圖像中，最靠近光源2的范圍被該范圍在另一端的延伸所替代。從右至左，記錄所顯示的范圍是從Θ3至Θ5，然后是從Θ4至Θ2。從Θ1至Θ4的范圍在記錄上不再是可見(jiàn)的。
圖4中所示是在類似于圖3中的安排中flop角隨位置的變化，位置0位于照相機(jī)的正下方。樣本被反映的部分覆蓋了從22mm至25mm的部分。
可以用兩個(gè)(或者更多)獨(dú)立的并行帶來(lái)記錄樣本，一個(gè)是具有鏡子的增強(qiáng)范圍，而另一個(gè)則沒(méi)有。這樣，就可以記錄整個(gè)放大的范圍從Θ1至Θ2和范圍Θ5至Θ3，如果Θ5與Θ2相等，那么就覆蓋了一個(gè)從Θ1至Θ3的封閉區(qū)域。
圖5所示的是類似于圖1中安排的安排，其中的照相機(jī)位于樣本6的正上方，光源12包括一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)閃光燈13，可以采用商標(biāo)為Metz的45CT-1。閃光燈13具有一個(gè)透明側(cè)14。在透明側(cè)14，閃光燈與漫射器16的上平面15相連接，漫射器包括一個(gè)半圓柱形部分17。在平面?zhèn)?5上與閃光燈13的透明側(cè)14相連的部分是敞開(kāi)的。漫射器16的內(nèi)側(cè)是用白色涂層覆蓋著的。在不與閃光燈13的透明側(cè)14相合的地方，平面?zhèn)?5被一個(gè)水平壁18封閉，在其內(nèi)側(cè)具有白色涂層。在水平壁18的外端和半圓柱部分17之間有一個(gè)豎向的狹長(zhǎng)切口19，該切口在漫射器16的寬度上延伸。
當(dāng)閃光燈13閃光時(shí)，反射涂層將光在漫射器16內(nèi)部漫射。部分光被水平壁18的反射層反射，通過(guò)狹長(zhǎng)切口19照射到樣本6上的成像部分?？梢詮膱D5中看出，在照相機(jī)的觀察角范圍中最接近散射器16的外觀察方向上，與照相機(jī)的外觀察方向與漫射器16之間的距離相比，樣本6被反射水平壁17上相當(dāng)小的部分照亮。這樣，光強(qiáng)是距離光源的角距離的函數(shù)。該函數(shù)可能隨著狹長(zhǎng)切口相對(duì)于樣本表面的方位而改變。
玻璃纖維電纜20將圍繞閃光燈13的空間和光傳感器21相連，光傳感器控制閃光燈13閃爍的時(shí)間間隔。部分在漫射器16內(nèi)漫射的光通過(guò)玻璃纖維電纜20泄漏到光傳感器21。光傳感器21對(duì)通過(guò)玻璃纖維電纜20的光的量進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)通過(guò)玻璃纖維電纜20的光的量達(dá)到一個(gè)預(yù)定量時(shí)，傳感器21停止閃光燈13的工作。這樣，可以保證每次閃爍所發(fā)出的光的量都是相同的。
圖6所示為根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的另一種可選實(shí)施例，它包括一個(gè)成像裝置3和一個(gè)光源2。樣本6位于成像裝置3的下方。一組濾光器和光柵或者一個(gè)棱鏡24位于光源2和樣本6之間。一個(gè)圖象中照明的頻譜分布隨在樣本上的位置的變化而在變化。圖7示出了優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)果，其中照明的頻譜分布的變化與光學(xué)幾何條件的變化垂直。
圖8示出一個(gè)樣本的光澤特性的特征可以用光學(xué)幾何條件的函數(shù)來(lái)描述。這個(gè)特定的例子在一個(gè)圖像中說(shuō)明高光澤樣本25和低光澤樣本26之間的差別。
權(quán)利要求
1.一種用于記錄表面的視覺(jué)特性的設(shè)備，該設(shè)備包括一個(gè)用于記錄表面光相互作用的成像裝置、一個(gè)光源、和一個(gè)用于定位一個(gè)具有待觀察表面的樣本的樣本區(qū)域，其特征在于所述成像裝置、一個(gè)光源和樣本區(qū)域被安排成在一個(gè)圖象中，表面上的至少一個(gè)表面屬性可以作為照明方向和觀察方向之間的連續(xù)的角范圍的函數(shù)而被記錄。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于照相機(jī)、光源、和樣本區(qū)域是以三角排列的方式被設(shè)置的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的設(shè)備，其特征在于flop角大于40度，最好大于50度。
4.根據(jù)前面任何一個(gè)權(quán)利要求的設(shè)備，其特征在于光源的光分布在成像裝置的范圍上變化。
5.根據(jù)前面任何一個(gè)權(quán)利要求的設(shè)備，其特征在于光源是一個(gè)線光源。
6.根據(jù)前面任何一個(gè)權(quán)利要求的設(shè)備，其特征在于成像裝置是一個(gè)CCD照相機(jī)。
7.根據(jù)前面任何一個(gè)權(quán)利要求的設(shè)備，其特征在于該設(shè)備包括一組鏡子，用來(lái)增強(qiáng)成像裝置的范圍。
8.根據(jù)前面任何一個(gè)權(quán)利要求的設(shè)備，其特征在于光源是一個(gè)具有一個(gè)光輸出控制的閃光燈。
9.根據(jù)前面任何一個(gè)權(quán)利要求中的設(shè)備，其特征在于該設(shè)備包括一組濾光器和一個(gè)光柵或者一個(gè)棱鏡，用于根據(jù)在樣本上位置的變化改變照明的頻譜分布或者進(jìn)入記錄設(shè)備的光的頻譜分布。
10.一種用于記錄表面的視覺(jué)特性的方法，采用一個(gè)用于記錄光相互作用的成像裝置、一個(gè)光源、和一個(gè)用于定位一個(gè)具有待觀察表面的樣本的樣本區(qū)域，其特征在于所述成像裝置、光源、和樣本的排列方式使得在一個(gè)圖像中，表面上的至少一個(gè)表面屬性可以作為照明方向和觀察方向之間的連續(xù)的角范圍的函數(shù)被記錄。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于視覺(jué)特性是樣本的光澤。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或者11的方法，其特征在于被記錄的光相互作用是樣本的光反射。
13.根據(jù)權(quán)利要求12中的方法，其特征在于光相互作用是半透明樣本的光穿透。
全文摘要
用于記錄表面的視覺(jué)特性的方法和設(shè)備，包括一個(gè)用于記錄表面上的光相互作用(反射或者穿透)的成像裝置(3)、一個(gè)光源(2)和一個(gè)用于定位一個(gè)具有待觀察表面的樣本(6)的樣本區(qū)域。該成像裝置、光源、和樣本區(qū)域的排列方式使得在一個(gè)圖像中，表面上的至少一個(gè)表面屬性可以作為照明方向(7、9)和觀察方向(4、5)之間的連續(xù)的角范圍的函數(shù)被記錄。成像裝置是CCD照相機(jī)。該設(shè)備和方法適用于成像和評(píng)估依賴于光學(xué)幾何條件的視覺(jué)特性，如flop行為和光澤。
文檔編號(hào)G01J3/10GK1505757SQ02807901
公開(kāi)日2004年6月16日 申請(qǐng)日期2002年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月6日
發(fā)明者K·H·德哈斯, K H 德哈斯, G·C·杜貝爾達(dá)姆, 杜貝爾達(dá)姆, I·B·N·范德蘭斯, N 范德蘭斯, R·P·弗里斯, 弗里斯 申請(qǐng)人:阿克佐諾貝爾國(guó)際涂料股份有限公司