颜色调整方法和系统与流程

本文描述的各方面总体上涉及用于将样品涂层的颜色调整为参考涂层的颜色以便获得充分的颜色匹配的方法和系统。更具体地，本文描述的各方面涉及用于通过确定样品涂层配方中存在的每种单独颜色组分的调节后的光学数据并使用所述调节后的光学数据来确定修改后的样品涂层配方的方式确定调节后修改的样品涂层配方的方法和系统，该调节后修改的样品涂层配方当被施加到基材上时，充分匹配参考涂层的颜色。在颜色调整过程中，使用样品涂层配方中存在的每种单独颜色组分的调节后的光学数据，可以补偿涂料生产中着色剂的着色剂强度特性的变化。通过调节所述光学数据，可以提高调整后的样品涂层配方的质量和/或准确性，从而减少关于参考涂层获得样品涂层的期望颜色所需的调整步骤的数量。

背景技术：

1、针对给定颜色标准的涂料生产工艺通常从初始涂层配方开始，例如从数据库中加载的配方。初始涂层配方的颜色是通过在包含粘合剂、溶剂和可选地添加剂的基底清漆中加入至少一种颜料浆(下文也称着色剂)而获得的。颜料浆是一种中间产品，其在基质(通常是粘合剂、溶剂和可选地添加剂)中包含赋色组分(比如颜料)。通常情况下，由于原材料(比如颜料)质量的不同，所述中间产品的颜色也会因批次而异。为了避免调整每种生产的颜料浆的颜色，将颜料浆“按原样”用于制备初始涂层配方使用，这样就只需调整初始涂层配方。初始涂层配方通常包括较少量的颜料浆(与最终涂料配方相比)，以避免由于涂层配方中存在的一种或多种着色剂的着色剂强度特性超标而导致生产的涂层批次颜色过深。根据该初始涂层配方制作初始涂层批次，并测量该涂层批次的对应颜色，并将其与参考颜色进行比较。由于着色剂的量减少，第一个涂层批次与参考涂层相比通常会有明显的残余色差。因此，必须应用颜色调整过程，以便通过修改初始涂层配方来尽可能最小化涂层批次的颜色与参考涂层的颜色之间的残余色差。然后根据修改后的初始涂层配方来制备修改后的涂层，并确定修改后的涂层的颜色，并将其与参考涂层的颜色进行比较。在不充分匹配的情况下，则必须使用调整后的初始涂层配方重复该颜色调整过程。

2、大多数计算机辅助颜色调整方法(也称为颜色匹配方法)基于描述光与散射或吸收介质(例如与涂层中的着色剂)的相互作用的物理模型。每个涂层都由于存在于所述涂层中的着色剂而具有特定的光反射性质。这些着色剂中的每一种都具有特定的光学性质，这些光学性质由相应的光学常数或光学数据表示。这些光学常数描述了例如这些着色剂在物理模型的上下文中的吸收和散射性质，例如著名的“kubelka/munk”模型中的k/s值。物理模型(如“kubelka/munk”模型)可以基于有关涂层中存在的着色剂的信息(例如，基于有关用于制备涂层的信息)以及这些着色剂的对应光学性质或相应光学常数来预测所述涂层的光反射性质(颜色)。

3、可以基于根据具有已知反射率数据的已知涂层配方而制备的现有参考涂层的颜色数据来确定着色剂的光学性质。因此，物理模型的颜色预测以及颜色匹配过程总是使用用于制备参考涂层的批次(下文中也称为“参考着色剂批次”)内存在的着色剂的光学性质。

4、可以使用数值优化算法基于物理模型并将着色剂的现有光学常数和参考涂层的反射率数据作为输入参数来预测给定参考颜色的适当配方(或者适当的颜色调整)。然而，由于存在系统误差和统计误差，物理模型的颜色预测准确性受到限制。统计误差可能是由用于确定颜色的仪器或由测量过程引起的，例如，仪器在样品上的位置的差异。系统误差(下文中也称为模型偏差)被定义为样品涂层的测量颜色与物理模型所预测的样品涂层的颜色之间的差异。在颜色调整过程期间考虑所述模型偏差可以提高所述过程的准确性。例如，欧洲专利ep 2149038 b1披露了一种基于物理模型并结合数值优化算法的颜色调整算法。颜色调整算法最小化涂层批次与参考颜色之间的残余色差，同时将所确定的物理模型的模型偏差视为颜色调整的恒定偏移。因此，调整后的样品涂层配方是参考颜色以及样品涂层的预测反射率数据与测量反射率数据之间的偏移的函数。该颜色调整算法基于以下基本假设：如果配方“小规模”变化，则模型偏差保持恒定，即只要调整后的涂层配方与原始涂层配方“相似”，那么模型偏差也预期是相似的。

5、这种方法的局限性在于，着色剂的光学性质(例如，着色剂强度特性)随着时间的推移并不是恒定的，并且通常由于原材料(例如，颜料)的偏差而在各生产批次之间在特定范围内发生变化。着色剂强度被定义为着色剂修改涂层颜色的能力，并且可以用作着色剂效率的度量，因为它衡量每单位量着色剂的颜色变化程度。着色剂强度可以根据以下公式定义：

6、

7、着色剂强度的示例例如为用于染色的着色剂的染色强度或者白色着色剂的减色能力。

8、着色剂的着色剂强度越大，对涂层颜色的影响就越大。因此，每种着色剂的着色剂强度特性与着色剂的吸收和散射性质“k”和“s”的大小相关。

9、总之，用于制备样品涂层配方的着色剂批次中存在的着色剂(比如颜料浆)的着色剂强度特性可能不同于用于制备参考涂层的参考着色剂批次中存在的着色剂的着色剂强度特性。取决于着色剂强度特性差异的大小以及样品涂层与参考涂层之间色差的大小，尽管考虑了ep 2149038 b1中所述的模型偏差，但颜色调整结果仍可能非常不准确。

10、因此，期望提供与前述缺点无关的用于生成调整后的涂层配方以充分匹配参考涂层的颜色的方法和系统。更具体地，用于确定调整后的样品涂层配方以匹配参考涂层的颜色的计算机实施的方法和系统应提供更准确的颜色调整结果，特别是通过考虑涂层配方中存在的着色剂的着色剂强度的变化。

11、定义

12、“参考涂层”可以是指具有定义的性质(比如定义的比色性质)的涂层。可以通过将至少一种定义的涂层材料施加至表面并固化所述施加的涂层材料来制备参考涂层，只要这些定义的涂层材料中的至少一种包含至少一种着色剂即可。相反，术语“样品涂层”可以是指在至少一部分定义的性质(例如比色性质)方面与参考涂层相比进行评估的涂层。样品涂层可以如参考涂层所述的那样来制备，优选地通过使用与用于制备参考涂层相同数量和类型的涂层配方。术语“样品涂层配方”是指用于制备样品涂层的涂层材料，而术语“参考涂层配方”是指用于制备参考涂层的涂层材料。术语“修改后的样品涂层配方”是指如下的样品涂层配方，即，相对于样品配方(即未修改的样品配方)，该样品涂层配方内存在的至少一种组分已被修改，例如通过修改所述组分的量。术语“配方”、“颜色配方”和“涂料配方”在本文中同义使用。

13、“显示设备”是指以视觉或触觉形式(后者可以在用于盲人的触觉电子显示器中使用)呈现信息的输出设备。“显示设备的屏幕”是指显示设备的物理屏幕和投影显示设备的投影区域等。

14、“颜色数据”包括：反射率数据；颜色空间数据，比如ciel*a*b*值或ciel*c*h*值；光泽度数据；纹理参数，比如闪光特性和/或粗糙度特性；或其组合。

15、“数字表示”可以是指样品涂层、参考涂层和单独颜色组分的计算机可读形式的表示。具体地，样品涂层的数字表示至少包括样品涂层的颜色数据和样品涂层配方，特别是通过使用测量设备(比如多角度分光光度计)确定所述颜色数据而获得的样品涂层的颜色数据和样品涂层配方。样品涂层的数字表示可以进一步包括：指示样品涂层的数据，比如与样品涂层相关联的颜色编号/颜色代码/条形码/唯一数据库id；样品涂层的层结构；样品涂层的湿膜或干膜厚度；用于制备与样品涂层相关联的(多种)样品涂层材料的指示；价格；针对要调节的单独组分光学数据的预定义标准；或其组合。参考涂层的数字表示至少包括参考涂层的颜色数据，特别是通过使用测量设备(比如多角度分光光度计)确定所述颜色数据而获得的参考涂层的颜色数据。参考涂层的数字表示可以进一步包括：指示参考涂层的数据，比如与参考涂层相关联的颜色编号/颜色代码/条形码/唯一数据库id；参考涂层配方；参考涂层的层结构；参考涂层的湿膜或干膜厚度(下文中也称为目标湿膜或干膜厚度)；用于制备与参考涂层相关联的(多种)参考涂层配方的指示；价格；指示用于确定(多种)色差的方法的数据，比如颜色容差等式或包括光谱曲线的形状相似性在内的其他方法；针对要调节的单独组分光学数据的预定义标准；或其组合。单独颜色组分的数字表示至少包括单独颜色组分的光学数据。单独颜色组分的数字表示可以进一步包括：指示单独颜色组分的数据，比如与单独颜色组分相关联的材料代码/编号或商品名；针对要调节的单独组分光学数据的预定义标准；或其组合。

16、“单独颜色组分”是指存在于涂层配方(比如样品涂层配方和参考涂层配方)内的单独组分。单独颜色组分的示例包括颜料(比如彩色颜料和效果颜料)、粘合剂、溶剂和添加剂(比如消光浆)。优选地，术语“单独颜色组分”是指颜料浆或颜料，比如颜色颜料和效果颜料。

17、“单独颜色组分的光学数据”是指单独颜色组分的光学性质和/或特定光学常数。单独颜色组分的光学常数是物理模型中的参数，其可以如前所述通过使用参考批次的颜料浆制备参考涂层并确定光学性质(例如通过使用光谱分光光度计测量所制备的参考涂层的反射光谱)而被确定。根据反射光谱和对应的配方数据，可以确定特定的光学性质，比如k/s常数，并将其作为光学数据指派给相应的单独颜色组分。术语“单独颜色组分的光学数据(optical data of individual color component/optical data of the individualcolor components)”或“着色剂的光学数据”同义使用。

18、术语“物理模型”是指基于物理定律的确定性颜色预测模型。特别优选地，根据本发明而使用的物理模型基于描述颜料体系的光吸收性质和光散射性质的物理定律。

19、术语“模型偏差”(下文中也称为物理模型偏差)是指在基于涂层配方和单独颜色组分的光学数据对颜色数据进行预测期间物理模型的系统误差。系统误差包括物理模型的局限性以及样品涂层配方中存在的单独颜色组分的光学数据中存在的偏差。单独颜色组分的光学数据中存在的偏差是由于用于制备参考涂层的颜料浆的着色剂强度特性与用于制备样品涂层的颜料浆的着色剂强度特性的差异造成的，因为由于用于制备颜料浆的原材料(比如颜料)存在偏差，导致颜料浆的着色剂强度特性因批次而异。术语“残余模型偏差”是指在对单独颜色组分的光学数据进行了调整从而使得与使用针对参考着色剂批次确定的光学数据而预测的颜色数据相比，使用调整后的光学数据而预测颜色数据更好地匹配测量颜色之后剩余的模型偏差。调整单独颜色组分的光学数据允许在颜色调整过程期间考虑颜料浆的不同着色剂强度特性。

20、“通信接口”可以是指用于建立比如传输或交换信号或数据等通信的软件和/或硬件接口。软件接口可以是例如函数调用、api。通信接口可以包括收发器和/或接收器。通信可以是有线的，也可以是无线的。通信接口可以基于或者支持一种或多种通信协议。通信协议可以是无线协议，例如：短距离通信协议，比如或wifi；或长距离通信协议，比如蜂窝或移动网络，比如第二代蜂窝网络(“2g”)、3g、4g、长期演进(“lte”)、或5g。可替代地或附加地，通信接口甚至可以基于专有的短距离或长距离协议。通信接口可以支持任何一种或多种标准和/或专有协议。

21、“计算机处理器”是指被配置为执行计算机或系统的基本操作的任意逻辑电路，和/或一般地是指被配置用于执行计算或逻辑运算的设备。特别地，处理装置或计算机处理器可以被配置用于处理驱动计算机或系统的基本指令。作为示例，处理装置或计算机处理器可以包括至少一个算术逻辑单元(“alu”)、至少一个浮点单元(“fpu”)(比如数学协处理器或数字协处理器)、多个寄存器(具体是被配置用于将运算元供应给alu并存储运算的结果的寄存器)以及存储器(比如l1和l2缓存存储器)。特别地，处理装置或计算机处理器可以是多核处理器。具体地，处理装置或计算机处理器可以是或者可以包括中央处理单元(“cpu”)。处理装置或计算机处理器可以是(“gpu”)图形处理单元、(“tpu”)张量处理单元、(“cisc”)复杂指令集计算微处理器、精简指令集计算(“risc”)微处理器、超长指令字(“vliw”)微处理器、或实施其他指令集的处理器或实施指令集组合的处理器。处理装置还可以是一个或多个专用处理设备，比如专用集成电路(“asic”)、现场可编程门阵列(“fpga”)、复杂可编程逻辑器件(“cpld”)、数字信号处理器(“dsp”)、网络处理器等。本文描述的方法、系统和设备可以被实施为dsp、微控制器或任何其他辅助处理器中的软件，或者asic、cpld或fpga内的硬件电路。应当理解，除非另有规定，术语处理装置或处理器还可以指一个或多个处理设备，比如位于多个计算机系统上(例如，云计算)的处理设备的分布式系统，并且不限于单个设备。术语“处理器”和“计算机处理器”在本文中同义使用。

22、“数据存储介质”可以是指用于承载或存储计算机可执行指令和/或数据结构的物理和其他计算机可读介质。这样的计算机可读介质可以是可以由通用或专用计算机系统访问的任何可用介质。计算机可读介质可以包括存储计算机可执行指令和/或数据结构的物理存储介质。物理存储介质包括计算机硬件，比如ram、rom、eeprom、固态驱动器(“ssd”)、闪存、相变存储器(“pcm”)、光盘存储、磁盘存储或其他磁存储设备、或可以用于以计算机可执行指令或数据结构形式存储程序代码的任何其他(多个)硬件存储设备，该(这些)硬件存储设备可以由通用或专用计算机系统访问和执行以实施本发明所披露的功能。

23、“数据库”可以是指可以被搜索和检索的相关信息的集合。数据库可以是可搜索的电子数字、字母数字或文本文档；可搜索的pdf文档；microsoft 电子表格；或现有技术中公知的数据库。数据库可以是驻留在可以被搜索和检索的计算机可读存储介质中的一组电子文档、照片、图像、图表、数据或绘图。数据库可以是单个数据库或一组相关的数据库或一组不相关的数据库。“相关的数据库”意指相关的数据库中存在可以用于关联这些数据库的至少一个公共信息元素。

24、“客户端设备”可以是指计算机或程序，该计算机或程序作为其操作的一部分依赖于向访问由服务器提供的服务的另一个程序或计算机硬件或软件发送请求。

技术实现思路

1、从某种角度来看，为了解决上述问题，提出以下解决方案：

2、一种计算机实施的方法，用于确定调整后的样品涂层配方以匹配参考涂层的颜色，所述方法包括：

3、(i)经由通信接口向计算机处理器提供以下各项

4、·该样品涂层的数字表示，包含该样品涂层的颜色数据和该样品涂层配方，

5、·该参考涂层的数字表示，包含该参考涂层的颜色数据，

6、·单独颜色组分的数字表示，包含单独颜色组分的光学数据，以及

7、·物理模型，该物理模型被配置为通过使用该样品涂层配方以及单独颜色组分的光学数据作为输入参数来预测该样品涂层的颜色；

8、(ii)使用该计算机处理器确定所提供的该样品涂层的颜色数据与所提供的参考涂层的颜色数据之间的色差；

9、(iii)使用该计算机处理器通过以下方式确定所提供的物理模型的模型偏差

10、·基于在步骤(i)中提供的该样品涂层的数字表示、单独颜色组分的数字表示以及该物理模型来预测该样品涂层的颜色数据，以及

11、·确定所提供的该样品涂层的颜色数据与所预测的该样品涂层的颜色数据之间的色差；

12、(iv)使用该计算机处理器，通过针对该样品涂层配方中存在的这些单独颜色组分中的至少一部分颜色组分来调节所提供的单独颜色组分的光学数据来最小化在步骤(iii)中确定的该模型偏差；

13、(v)使用该计算机处理器，通过确定所提供的该样品涂层的颜色数据与使用在步骤(iv)中调节的该光学数据而预测的颜色数据之间的色差来确定残余模型偏差；

14、(vi)使用该计算机处理器基于在步骤(ii)中确定的该色差、在步骤(iv)中获得的单独颜色组分的调节后的光学数据、在步骤(v)中确定的该残余模型偏差以及所提供的物理模型来计算调整后的样品涂层配方；以及

15、(vii)经由通信接口提供所计算的调整后的样品涂层配方。

16、根据本发明的方法的重要优点是，由在参考涂层材料和样品涂层材料的生产中使用的颜料浆的着色剂强度特性的变化(单独颜色组分的着色剂强度变化)引起的物理模型的部分模型偏差被最小化。为了最小化由着色剂强度特性的变化引起的这部分模型偏差，将样品涂层的模型偏差与物理模型内包括的单独颜色组分的着色剂强度变化相关联。这是通过调节所提供的包括在样品涂层配方中的单独颜色组分的光学数据以使物理模型的模型偏差最小化来进行的。这会产生调节后的光学数据，该调节后的光学数据更准确地描述样品涂层配方内使用的单独颜色组分的真实光学性质。使用单独颜色组分的调节后的光学数据对样品涂层配方进行后续调整，会产生更鲁棒和更准确的颜色调整结果，与现有技术中已知的方法相比，允许以更少的调整步骤获得充分的颜色匹配。这显著提高了本发明的颜色调整方法的效率。

17、在本发明方法的步骤(i)中，经由通信接口向计算机处理器提供样品涂层和参考涂层的数字表示、单独颜色组分的数字表示和物理模型(即物理颜色预测模型)。

18、在步骤(i)的方面，提供样品涂层的数字表示和/或参考涂层的数字表示包括：使用测量设备确定样品涂层和/或参考涂层的颜色数据，以及经由通信接口向计算机处理器提供所确定的颜色数据(可选地与另外的数据和/或元数据和/或用户输入相组合)。

19、颜色数据可以使用市售的多角度光谱仪(比如i或xrite -t系列的光谱仪)来确定。为此目的，测量若干几何形状下相应样品和/或参考涂层的反射率。在效果涂层的情况下，优选地获取若干几何形状下的纹理图像(灰度或彩色图像)。多角度分光光度计优选地连接到计算机处理器，该计算机处理器可以被编程为处理所测量的反射率数据和纹理图像，例如通过根据在所定义的测量几何形状下测量的反射率和/或纹理特性来计算每个测量几何形状的颜色数据。在经由通信接口向计算机处理器提供所确定的颜色数据之前，可以将所确定的颜色数据存储在数据存储介质上，比如内部存储器或数据库。这可以包括在存储所确定的颜色数据之前将所确定的颜色数据与另外的数据和/或元数据和/或用户输入相互关联，使得在需要的情况下可以使用该另外的数据和/或元数据和/或用户输入来检索所存储的颜色数据。如果多次需要所确定的颜色数据，则存储所述数据可能是优选的，因为这样就不必每次在显示设备的屏幕上显示相应效果涂层的外观时都获取该数据。

20、该另外的数据和/或元数据和/或用户输入可以包括先前列出的与相应涂层相关联的颜色编号/颜色代码/条形码/唯一数据库id、相应涂层的层结构、相应涂层的湿膜或干膜厚度、用于制备与相应涂层相关联的相应(多种)涂层材料的指示、价格或其组合。

21、在替代性的方面，提供参考涂层的数字表示包括：提供样品涂层的数字表示和/或提供指示参考涂层的数据，基于所提供的样品涂层的表示和/或所提供的指示参考涂层的数据来检索参考涂层的数字表示，以及提供所检索到的参考涂层的数字表示。

22、指示参考涂层的数据可以包括与参考涂层相关联的颜色名称、颜色编号、颜色代码、条形码、id等。指示参考涂层的数据可以由用户经由显示在显示设备的屏幕上的gui来输入、基于扫描的代码(比如qr码)从数据库中检索、或者可以与预定义的用户动作相关联。预定义的用户动作可以包括在显示设备的屏幕上显示的gui上选择期望的动作，比如，根据搜索标准、用户配置文件等来显示包括相关联的图像在内的所存储的测量结果的列表或者显示可用的参考涂层的列表。

23、在一个示例中，基于所提供的样品涂层的数字表示检索参考涂层的数字表示包括：访问包含有与样品涂层的数字表示中包含的数据(比如样品涂层的颜色名称、颜色代码、条形码等)相互关联的参考涂层数字表示的数据库，并基于样品涂层的数字表示中包含的数据从该数据库中检索参考涂层的数字表示。数据库优选地经由通信接口连接到计算机处理器，并且可以将样品涂层的数字表示提供给计算机处理器，其方式为通过例如经由显示在显示设备的屏幕上的gui来选择存储在数据存储介质上的数字表示，或者通过输入指示样品涂层的数据(比如颜色名称、颜色代码等)并基于输入的数据来检索样品涂层的数字表示。

24、样品涂层的数字表示包括样品涂层的颜色数据以及样品涂层配方，即样品涂层配方中存在的成分的类型和量。样品涂层的颜色数据优选地是使用测量设备确定的颜色数据，因此不包括模拟颜色数据，即不是从测量的数据(比如反射率值或纹理图像)产生的颜色数据。在一个方面，样品涂层的数字表示进一步包括指示样品涂层的数据、样品涂层的层结构、用于制备(多种)样品涂层配方的指示、价格、针对要调节的单独组分光学数据的预定义标准或其组合。指示样品涂层的数据可以包括例如颜色编号、颜色代码、唯一数据库id、条形码或其组合。

25、参考涂层的数字表示包括参考涂层的颜色数据。参考涂层的颜色数据优选地是使用测量设备确定的颜色数据，因此不包括模拟颜色数据，即不是从测量的数据(比如反射率值或纹理图像)产生的颜色数据。在一个方面，参考涂层的数字表示进一步包括：指示参考涂层的数据；参考涂层的层结构；与参考涂层相关联的配方；用于制备(多种)参考涂层配方的指示；价格；指示用于确定(多种)色差的方法的数据，比如颜色容差等式或包括光谱曲线的形状相似性在内的其他方法；针对要调节的单独组分光学数据的预定义标准；或其组合。指示参考涂层的数据可以包括例如颜色编号、颜色代码、唯一数据库id、条形码或其组合。

26、在一个方面，颜色数据包括：反射率数据；颜色空间数据，特别是ciel*a*b*值或ciel*c*h*值；光泽度数据；纹理参数，特别是闪光特性和/或粗糙度特性；或其组合。颜色数据可以用如前所述的多角度分光光度计来确定。颜色数据可以通过使用颜色和/或纹理偏移以例如使颜色变亮或变暗来修改。

27、单独颜色组分的数字表示包括单独颜色组分的光学数据。在一个方面，所述数字表示进一步包括指示单独颜色组分的数据。指示单独颜色组分的数据可以是名称、商品名、与该组分相关联的唯一id(即材料代码或编号)或其组合。

28、在一个方面，单独颜色组分的光学数据包括单独颜色组分的光学常数，特别是单独颜色组分的依赖于波长的散射和吸收性质。光学常数可以进一步包括涂层内的单独颜色组分(比如效果颜料)的取向。

29、在步骤(ii)中，使用计算机处理器确定所提供的样品涂层的颜色数据与所提供的参考涂层的颜色数据之间的色差。步骤(ii)也可以在步骤(iii)之后执行。因此，步骤(ii)和(iii)的顺序可以颠倒，即步骤(iii)可以在步骤(ii)之前执行。

30、在一个方面，使用颜色容差等式来确定步骤(ii)和/或(iii)和/或(v)中的色差，特别是使用delta e(cie 1994)颜色容差等式、delta e(cie 2000)颜色容差等式、delta e(din 99)颜色容差等式、delta e(cie 1976)颜色容差等式、delta e(cmc)颜色容差等式、delta e(audi95)颜色容差等式、delta e(audi2000)颜色容差等式或其他颜色容差等式。

31、在替代性的方面，使用光谱曲线的形状相似性来确定步骤(ii)和/或(iii)和/或(v)中的色差。使用光谱曲线的形状相似性是优选的，因为它避免了改变单独颜色组分的特性或“指纹”，这种改变会使颜色调整过程变得更加复杂。

32、所确定的色差可以存储在数据存储介质上，比如内部数据存储介质或数据库。所确定的色差可以与另外的数据相互关联，比如包含在所提供的样品涂层配方的数字表示中的数据，以允许在以下方法步骤中的任一步骤中检索该数据。

33、在一个方面，步骤(ii)至(vii)是同时执行的。“同时”是指计算机处理器执行步骤(ii)至(vii)所花费的时间。优选地，该时间足够短，使得可以即时生成，即在发起步骤(ii)后的几毫秒内生成调整后的样品配方。

34、在步骤(iii)中，使用计算机处理器确定所提供的物理模型的模型偏差。如前所述，所提供的物理模型的模型偏差主要是由有偏差的特定光学常数以及物理模型的局限性引起的，这些有偏差的特定光学常数是由于参考颜色组分与用于制备样品涂层配方的颜色组分之间的单独颜色组分的着色剂强度变化造成的。为了确定模型偏差，使用物理模型来基于所提供的样品涂层的数字表示和所提供的单独颜色组分的数字表示来预测样品涂层的颜色数据。然后，确定包含在所提供的样品涂层的数字表示中的样品涂层的颜色数据与所预测的样品涂层的颜色数据之间的色差。色差可以如先前关于步骤(ii)所述的那样来确定。

35、在一个方面，样品涂层的颜色数据是在步骤(iii)中使用样品涂层配方和该样品涂层配方内存在的这些单独颜色组分的光学数据(特别是光学常数)作为所提供的物理模型的输入参数来预测的。然后，所提供的物理模型基于输入参数预测样品涂层配方的颜色数据，比如反射率数据。所预测的颜色数据可以存储在数据存储介质上，比如内部数据存储介质或数据库。所预测的颜色数据可以与另外的数据相互关联，比如包含在所提供的样品涂层配方的数字表示中的数据，以允许在以下方法步骤中的任一步骤中检索该数据。

36、在本发明方法的步骤(iv)中，使用计算机处理器，通过调节所提供的样品涂层配方中存在的单独颜色组分中的至少一部分颜色组分的光学数据来最小化所确定的模型偏差。样品涂层的模型偏差与所提供的物理模型内包括的单独颜色组分的着色剂强度变化的相关性允许更好地描述用于生产样品涂层配方产品的单独颜色组分的真实光学性质，从而在本发明方法的步骤(vi)中更准确地计算调整后的样品涂层配方。

37、在一个方面，最小化在步骤(iii)中确定的模型偏差包括

38、-提供数值方法，该数值方法被配置为从在步骤(i)中提供的该光学数据开始，通过最小化给定成本函数来调节该样品涂层配方中存在的这些单独颜色组分中的至少一部分颜色组分的光学数据，以及

39、-使用所提供的数值方法和所提供的物理模型，通过将使用所提供的物理模型获得的该样品涂层的递归预测的颜色数据与所提供的该样品涂层的颜色数据进行比较，直到该成本函数低于给定阈值或直到迭代次数达到预定义的极限为止，来调节该样品涂层配方中存在的这些单独颜色组分中的至少一部分颜色组分的光学数据。

40、因此，最小化模型偏差包括使用所提供的数值方法和物理模型来调节样品涂层配方中存在的单独颜色组分中的至少一部分颜色组分的光学数据。在一个示例中，对所有单独颜色组分的光学数据进行调节。在另一示例中，如下所述地对单独颜色组分中的仅一部分颜色组分的光学数据进行调节，从而使单独颜色组分中的剩余部分的光学数据保持不变。

41、合适的数值方法包括cobyla(线性逼近约束优化)方法，如以下文献中所述，m.j.d.powell，“a direct search optimization method that models the objectiveand constraint functions by linear interpolation[通过线性插值对目标函数和约束函数进行建模的直接搜索优化方法]”，《优化与数值分析进展》，编者：s.gomez和j.-p.hennart(克吕韦尔学术：多德雷赫特，1994)，51页到67页。cobyla方法是一种支持任意非线性不等式和等式约束的局部无导数优化。

42、该数值方法可以存储在数据存储介质上，比如包括计算机处理器的计算设备的内部存储器，或者存储在经由通信接口连接到计算机处理器的数据库中。在执行步骤(iv)时，计算机处理器从数据存储介质(比如计算机处理器)中检索该数值方法。

43、样品涂层的调节后的光学数据和/或递归预测的颜色数据可以存储在数据存储介质上，比如内部数据存储或数据库。在一个示例中，存储调节后的颜色数据和/或所有递归预测的颜色数据。如果数据存储的限制并不严重，那么这可能是优选的。在另一示例中，将调节后的颜色数据和/或仅一部分递归预测的颜色数据(比如与使得成本函数低于给定阈值的调节后的光学常数或者在最大迭代极限处获得的调节后的光学常数相关联的预测的颜色数据)存储在数据存储介质上。如果数据存储是有限的，那么这可能是优选的。所存储的调节后的光学数据和/或预测的颜色数据可以与包含在样品涂层的数字表示中的数据相互关联，以允许在本发明方法的任何后续步骤中检索所存储的数据。

44、在一个示例中，成本函数是所提供的样品涂层的颜色数据与所预测的样品涂层的颜色数据之间的色差。所述色差可以如上关于步骤(ii)所述的那样来计算。在成本函数是色差的情况下，给定阈值优选地是给定色差。

45、在一个示例中，成本函数包括惩罚函数，该惩罚函数为单独颜色组分中的至少一部分颜色组分的光学数据的较大调节指派惩罚项。术语“较大调节”表示对单独颜色组分中的至少一部分颜色组分的光学数据的调节为至少10％。在一个示例中，为10％的光学数据调节指派惩罚项。在另一示例中，为20％的光学数据调节指派惩罚项。在又一示例中，为50％的光学数据调节指派惩罚项。这允许提供与原始光学数据(即，包含在所提供的单独颜色组分的数字表示中的光学数据)尽可能相似的调整后的光学数据，并且防止单独颜色组分的颜色被过度偏移地来补偿所提供的样品涂层的颜色数据与所预测的样品涂层的颜色数据之间的微小色差或补偿部分模型偏差或残余模型偏差。这种过度的颜色偏移是不期望的，因为它会产生难以置信的无法使用可用的单独颜色组分来制备的调整后的样品涂层配方。

46、对样品涂层配方中存在的单独颜色组分中的至少一部分颜色组分的光学数据进行调节可以包括——在将使用所提供的物理模型获得的样品涂层的递归预测的颜色数据与所提供的样品涂层的颜色数据进行比较之前——特别地基于至少一个预定义的标准来确定要调节的单独颜色组分光学数据。预定义的标准的示例可以包括样品涂层配方中存在的单独颜色组分的量和/或单独颜色组分的类型等。预定义的标准可以包含在步骤(i)中提供的样品涂层、参考涂层或单独颜色组分的数字表示中。这允许仅对定义数量的单独颜色组分的光学数据进行调节，例如以较大量存在的单独颜色组分或非白色颜料的单独颜色组分，从而减少数值方法要使用的变量的总数。减少变量的总数使优化方法更具鲁棒性，例如在样品涂层配方内存在具有相似光学行为的着色剂的情况下。

47、在一个示例中，调节样品涂层配方中存在的单独颜色组分中的至少一部分颜色组分的光学数据包括对所述光学数据应用缩放函数。

48、合适的缩放函数包括公式(1)的线性缩放函数

49、

50、其中，

51、oci,j是指该样品涂层配方中包含的单独颜色组分的光学数据，特别是这些光学常数，

52、sfi,j是指用于缩放oci,j的缩放因子,

53、是指该样品涂层配方中包含的单独颜色组分的调节后的光学数据，特别是调节后的光学常数，

54、i是指在该物理模型中作为参数的、用于每种单独颜色组分的这些光学常数的索引，并且范围从1至n，并且

55、j是指该样品涂层配方中包含的单独颜色组分的索引，并且范围为1至m。

56、优选地，相同的缩放因子sfi,j被用于这些单独颜色组分的所有依赖于波长的光学数据，特别是用于这些单独颜色组分的所有依赖于波长的光学常数。对单独颜色组分的所有依赖于波长的光学数据(比如所有光学常数k和s)使用相同的缩放因子允许在调节期间保留单独颜色组分的特性或“指纹”。相反，对光学数据的任意调节可能导致(多种)单独颜色组分的特性或“指纹”的显著变化，并且使得颜色调整过程变得更加复杂，如先前所描述的。

57、在本发明方法的步骤(v)中，使用计算机处理器通过确定所提供的样品涂层的数字表示中包含的颜色数据与使用在步骤(iv)中调整的光学数据获得的预测的颜色数据之间的色差来确定残余模型偏差。使用在步骤(iv)中调整的光学数据获得的预测的颜色数据是指如前所述在步骤(iv)中所述最小化模型偏差时确定的预测的颜色数据。色差可以如先前关于步骤(ii)所述的那样来确定。

58、在本发明方法的步骤(vi)中，使用计算机处理器基于在步骤(ii)中确定的色差、在步骤(iv)中获得的单独颜色组分的调节后的光学数据、在步骤(v)中确定的残余模型偏差以及所提供的物理模型来计算调整后的样品涂层配方。

59、在一个方面，计算调整后的样品涂层配方包括

60、-提供数值方法，该数值方法被配置为从所提供的该样品涂层的数字表示中包含的这些单独颜色组分的浓度开始，通过最小化给定成本函数来调整该样品涂层配方中存在的至少一种单独颜色组分的浓度，以及

61、-使用所提供的数值方法、在步骤(iv)中获得的该调节后的光学数据、该残余模型偏差和所提供的物理模型，通过将该样品涂层的递归调整后的配方的递归预测颜色数据与所提供的该参考涂层的颜色数据进行比较，直到该色差低于给定的阈值或者直到迭代次数达到预定义的极限为止，来调整该样品涂层配方中存在的至少一种单独颜色组分的浓度。

62、合适的数值方法包括levenberg-marquardt算法(称为lma或lm)，也称为阻尼最小二乘法(dls)。该数值方法可以存储在数据存储介质上，比如包括计算机处理器的计算设备的内部存储器，或者存储在经由通信接口连接到计算机处理器的数据库中。在执行步骤(vi)时，计算机处理器从数据存储介质(比如计算机处理器)中检索该数值方法。

63、在调整至少一种单独颜色组分的浓度期间，将残余模型偏差视为常数。这允许在步骤(iv)中无法将模型偏差最小化至零的情况下考虑剩余的模型偏差，从而提高调整后的样品涂层配方的计算准确性。

64、在一个示例中，成本函数是所预测的样品涂层的颜色数据与参考涂层的颜色数据之间的色差。所述色差可以如上关于步骤(ii)所述的那样来计算。在成本函数是色差的情况下，给定阈值优选地是给定色差。

65、在步骤(vi)中，使用在步骤(iv)中获得的调节后的光学数据和递归调整后的样品涂层配方作为所提供的物理模型的输入参数来调整样品涂层的配方。然后，所提供的物理模型基于输入参数预测调整后的样品涂层配方的颜色数据，比如反射率数据。每次调整样品涂层配方时都会执行该预测，直到成本函数低于给定阈值或达到最大迭代极限为止。

66、在本发明方法的步骤(vii)中，经由通信接口提供在步骤(vi)中计算的调整后的样品涂层配方。在一个方面，提供计算的调整后的样品涂层配方包括经由通信接口向包括屏幕的显示设备提供所述调整后的样品涂层配方(可选地与另外的数据组合)，以在该屏幕上显示。然后，显示设备在屏幕上(例如在gui内)显示所提供的调整后的样品涂层配方和任何另外的数据。

67、在一个示例中，显示设备包括容纳屏幕和执行步骤(ii)至(vii)的计算机处理器的外壳。因此，显示设备包括计算机处理器和屏幕。外壳可以由塑料、金属、玻璃或其组合制成。

68、在另一示例中，显示设备和执行步骤(ii)至(vii)的计算机处理器被配置为单独的部件。根据该示例，显示设备包括容纳屏幕但不容纳执行本发明方法的步骤(ii)至(vii)的计算机处理器的外壳。因此，执行本发明方法的步骤(ii)至(vii)的计算机处理器与显示设备分开存在，例如存在于另一计算设备中。显示设备的计算机处理器和另一计算机处理器经由通信接口连接以允许数据交换。使用存在于显示设备外部的另一计算机处理器允许使用比显示设备的处理器所提供的计算能力更高的计算能力，从而减少执行这些步骤所需的计算时间，并因此减少直到所计算的调整后的样品涂层配方显示在显示设备的屏幕上为止的总时间。这允许即时显示所计算的调整后的样品涂层配方，而不需要具有高计算能力的显示设备。该另一计算机处理器可以位于服务器上，使得本发明方法的步骤(ii)至(vii)在云计算环境中执行。在这种情况下，显示设备可以用于提供关于步骤(i)描述的数字表示，并且因此用作经由网络连接到服务器的客户端设备，如稍后描述的。

69、显示设备可以是移动或固定显示设备，优选地是移动显示设备。固定显示设备包括计算机监视器、电视屏幕、投影仪等。移动显示设备包括膝上型计算机或手持设备，比如智能电话和平板计算机。

70、显示设备的屏幕可以根据具有合适的分辨率和色域的任何发射式或反射式显示技术来构造。合适的分辨率例如是每英寸72点(dpi)或更高，比如300dpi、600dpi、1200dpi、2400dpi或更高。这保证了生成的外观数据能够以高质量显示。适当宽的色域是标准红绿蓝(srgb)或更大的色域。在各种实施例中，可以选择具有与人类视觉可感知的色域类似的色域的屏幕。在一个方面，显示设备的屏幕根据液晶显示(lcd)技术构造，特别是根据进一步包括触摸屏面板的液晶显示(lcd)技术构造的。lcd可以由任何合适的照明源进行背光照明。然而，可以通过选择一个或多个发光二极管(led)背光来加宽或以其他方式改善lcd屏幕的色域。在另一方面，显示设备的屏幕是根据发光聚合物或有机发光二极管(oled)技术构造的。在又一方面，显示设备的屏幕可以根据反射式显示技术(比如电子纸或墨水)来构造。已知的电子墨水/纸显示器制造商包括e ink和xerox。优选地，显示设备的屏幕还具有适当宽的视场，这允许其生成当用户从不同角度观看屏幕时不会严重褪色或改变的图像。由于lcd屏幕是通过偏振光工作的，因此某些型号表现出高度的观看角度依赖性。然而，各种lcd结构具有相对较宽的视场并且因此可能是优选的。例如，根据薄膜晶体管(tft)技术构造的lcd屏幕可以具有适当宽的视场。此外，根据电子纸/墨水和oled技术构造的屏幕可能具有比许多lcd屏幕更宽的视场，并且可以因此而被选择。

71、显示设备可以包括交互元素以促进用户与显示设备的交互。在一个示例中，交互元素可以是物理交互元素，比如输入设备或输入/输出设备，特别是鼠标、键盘、轨迹球、触摸屏或其组合。交互元素可以用于在本发明方法的步骤(i)中向计算机处理器提供数字表示，或者用于模仿进一步的动作，如稍后描述的。

72、与所计算的修改后的样品涂层配方一起显示的另外的数据的示例可以包括包含在样品涂层和/或参考涂层的数字表示中的数据、单独颜色组分的所确定的调节后的颜色数据、残余模型偏差或其组合。

73、在一个方面，本发明方法进一步包括发起与样品涂层配方的调整相关联的至少一个动作。该动作可以是预定义的动作。在一个示例中，该动作可以由计算机处理器基于其编程来发起。在另一示例中，该动作可以在检测到指示发起动作的用户输入之后被发起。例如，用户输入可以经由显示设备的交互元素来检测。

74、发起至少一个动作可以包括将调整后的样品涂层配方提供到打印设备和/或数据存储介质和/或混合装置。混合装置可以是自动混合装置，其被配置为将调整后的量的单独颜色组分添加到已经制备好的样品涂层配方中。在一个示例中，处理器在将调整后的样品配方提供给打印设备和/或数据存储介质和/或混合装置之前确定所计算的调整结果是否高于给定阈值。给定阈值可以是与所提供的样品涂层的数字表示中包含的单独颜色组分的浓度相比，单独颜色组分的调整后的浓度的偏差，比如百分比偏差。这确保了在步骤(vii)中计算的调整后的样品涂层配方与样品涂层配方几乎相同的情况下，不会执行不必要的数据传输。

75、本发明方法允许通过考虑用于制备样品涂层和参考涂层的着色剂批次之间的着色剂强度特性的变化，来获得充分匹配参考涂层的颜色所必需的对样品涂层配方的更准确和可靠的颜色调整。这允许确定样品涂层配方内存在的着色剂的调整后的光学数据，该调整后的光学数据更准确地描述所述着色剂的真实着色剂强度特性，并因此允许更准确和可靠的颜色调整过程，从而减少获得充分的颜色匹配所需的步骤数量，因此显著提高本发明方法的效率。

76、进一步披露的是：

77、一种计算装置，用于确定调整后的样品涂层配方以匹配参考涂层的颜色，所述系统包括：

78、-通信接口，该通信接口用于提供

79、ο该样品涂层的数字表示，包含该样品涂层的颜色数据和该样品涂层配方，

80、ο该参考涂层的数字表示，包含该参考涂层的颜色数据，

81、ο单独颜色组分的数字表示，包含单独颜色组分的光学数据，以及

82、ο物理模型，该物理模型被配置为通过使用该样品涂层配方以及单独颜色组分的光学数据作为输入参数来预测该样品涂层的颜色；以及

83、-与该通信接口通信的处理模块，该处理模块包括至少一个计算机处理器；以及

84、-存储器，该存储器存储有指令，当这些指令被该处理模块执行时，配置该计算装置以执行本发明的计算机实施的方法的步骤。

85、本发明的计算装置允许更准确和可靠地确定获得样品涂层与参考涂层的充分颜色匹配所需的颜色调整，因为在颜色调整过程中考虑了用于制备样品涂层配方和参考涂层配方的着色剂批次之间的着色剂强度特性的变化。

86、在一个方面，该装置进一步包括具有屏幕的显示设备。在这种情况下，显示设备与处理模块和存储器分开存在。

87、在替代性的方面，处理模块和存储器存在于显示设备内，该显示设备进一步包括屏幕，以在该显示设备的屏幕上显示从处理模块接收的所计算的调整后的样品涂层配方。

88、在一个方面，该装置进一步包括包含数字表示和/或物理模型的至少一个数据库。数字表示和物理模型可以存储在一个数据库或若干数据库中。(多个)数据库经由(多个)通信接口连接到本发明装置的处理模块，以允许该处理模块的(多个)处理器检索存储在数据库中的数据。

89、在一个方面，该装置进一步包括测量设备，该测量设备用于测量样品涂层和/或参考涂层的颜色数据。该测量设备可以是分光光度计，比如先前描述的多角度分光光度计。利用这样的分光光度计在多个测量几何形状下确定的反射率数据和纹理图像和/或纹理特性可以经由通信接口提供给处理模块，并且可以由该处理模块的计算机处理器进行处理，或者可以由该测量设备的处理器进行处理，如先前结合本发明的方法所描述的。测量设备可以经由通信接口连接到处理模块。

90、进一步披露的是：

91、一种非暂态计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括指令，这些指令当被本文所披露的计算装置执行时，使得所述计算装置执行根据本文所述的计算机实施的方法的步骤。

92、该披露内容同样适用于本文所披露的方法、系统和非暂态计算机可读存储介质。因此，方法、系统和非暂态计算机可读存储介质之间没有区别。结合本发明方法披露的所有特征对于本文所披露的系统和非暂态计算机可读存储介质也有效。

93、进一步披露的是本文所披露的方法或本文所披露的计算装置在颜色调整过程中的用途。术语“颜色调整过程”是指如下的过程，即，在至少一个步骤中调整现有样品涂层配方(例如从数据库中检索的样品涂层配方或使用计算机计算的样品配方)的颜色，以充分匹配参考涂层的颜色。特别优选地，颜色调整过程开始于从数据库中检索的且用于生产涂层批次的样品涂层配方，以使所生产的涂层批次的颜色与参考涂层的颜色相匹配，从而在所生产的涂层批次产生的涂层外观方面满足客户的要求。

94、进一步披露了一种客户端设备，用于确定调整后的样品涂层配方以匹配服务器设备处的参考涂层的颜色，其中，该客户端设备被配置为向服务器设备提供以下各项：该样品涂层的数字表示，包含该样品涂层的颜色数据和该样品涂层配方；该参考涂层的数字表示，包含该参考涂层的颜色数据；以及单独颜色组分的数字表示，包含单独颜色组分的光学数据，并且其中，该服务器设备是本发明的计算装置。

95、服务器可以是http服务器，并且可以经由传统的基于web的互联网技术来访问。如果为客户或在较大的公司机构中提供确定调整后的样品涂层配方的服务，则使用客户端设备尤其有用。