专利名称：具有数字照相机的分光光度计的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及颜色测量装置，特别涉及与使用分光光度计或其它颜色测量装置的试验中的样品的颜色的测量有关的系统、方法、计算机可读介质和其它装置。
背景技术：
从材料样品反射的光的镜面(镜路(mirror-path)或光泽)分量常常在颜色上与体反射(可能无光泽)分量不同。例如，在介电材料中，镜面反射的光具有与入射照明相同的相对光谱。通过分光光度计(例如，基于积分球的仪器)表征样品的颜色可被设计为将反射的镜面(specular)分量与无光泽分量分开。这种任务对于光滑样品不难使用积分球的标准操作简单地使用可关闭端口，该可关闭端口排除或包含镜路到装置的出射端口(通过该端口反射光被分光光度计记录)的较小的入射角度内的光。但是，对于粗糙样品(特别是对于织物)，这种操作没有真实地分出镜面分量镜面反射从镜面端口以外的球面上的其它位置产生。通过简单打开或关闭积分球中的孔以外的手段表征反射的镜面分量的几何结构可能是有用的。
用户可能希望测量工业“批次”中的材料的样品的反射性能并将这些性能与标准样品相比较。“批次”可在图案(例如织物图案)中加入该材料，但确保标准在其整个表面上比色均匀。分光光度计可对于空间上均匀的样品(诸如校准瓦(tile))给出精确的反射率值。但是，难以测量构图材料的一部分的反射谱。分光光度计的样品端口的尺寸和形状必须特别适应待测量材料试样的部分。这种适应可产生其自身的测量假象(例如，邻接较小的区域的掩模的深度减少对该区域的照度)。
积分球分光光度计可具有确定样品端口的孔径、样品端口门打开还是关闭以及样品的位置的几种自动机构。所有这些机构在当前的实现中都十分昂贵。并且，一旦样品准备好进行测量，分光光度计自身就不允许对样品进行观察和调整。
发明内容
这里提供与颜色测量有关的颜色测量系统、方法、计算机可读介质、图形用户接口和其它实施例。在本发明的一个实施例中，颜色测量系统包括与可在原处被颜色表征的照相机组合的积分球分光光度计。分光光度计包含被校准的和/或被颜色表征的视频照相机，该视频照相机被配置为定量测量诸如样品的反射率的镜面分量、来自样品的杂色图案的较小的选择的部分的反射率和其它颜色表征功能的图像特性。
在本发明的替代性实施例中，提供配置有数字照相机和被配置为用标准材料样品/试验样品对照相机在原处进行颜色表征的一个或更多个二次光源的分光光度计。在本发明中，为分光光度计提供分段逻辑，该分段逻辑被配置为使用计算图像分段，以表征来自均匀样品的镜面反射，并表征试验样品的选择补片或部分，如多色图案中的被选择的颜色。在本发明的一个实施例中，分段逻辑被实现为软件并被设置在任何希望的计算机可读介质上。分段逻辑可以为分光光度计的处理系统的一部分并且/或者可以为被可操作地连接到分光光度计上的计算装置的一部分。
在为测量具有非均匀的图案的样品实施的本发明的颜色测量系统的实施例中，图像分段逻辑可被配置为将照相机图像自动分割成可被独立表征的均匀的着色区域。与照相机有关的图像分段逻辑也可被用于确定样品端口的打开状态、端口的孔径和样品的位置。
因此，可以通过参照实施例，给出可详细理解本发明的以上记载的特征的方式、以上简要概述的本发明的特定说明，在附图中示出这些实施例中的一些。但应注意，附图仅示出本发明的典型实施例，因此不应视为对其范围的限制，因为本发明可允许其它同等有效的实施例。并且，元件的绘制不按比例。
图1示出根据本发明的实施例的颜色测量系统的高层框图。
图2示出根据本发明的替代性实施例的第二颜色测量系统的高层框图。
图3示出用于从根据本发明的实施例捕获的图像分割感兴趣的区域的本发明的方法的实施例。
图4示出根据本发明的替代性实施例的积分球和照相机组合颜色测量系统的三维图。
图5示出根据本发明的实施例的适用于图1、图2和图4的颜色测量系统中用于执行本发明的方法的计算装置的高层框图。
为了便于理解，在可能的情况下用相同的附图标记表示附图中相同的元件。
具体实施例方式
这里使用的“逻辑”包含但不限于执行功能或动作并/或引起另一逻辑、方法和/或系统的功能或动作的硬件、固件、软件和/或每一种的组合。例如，基于希望的应用或需要，逻辑可包括软件控制的微处理器、诸如特定用途集成电路(ASIC)的分立逻辑、程序控制逻辑装置或包含指令的存储器等。逻辑可包含一个或更多个门电路、门电路的组合或其它电路部件。逻辑也可完全体现为软件。在说明多个逻辑上(multiple logical)的逻辑时，可以将多个逻辑上的逻辑包含在一个物理逻辑中。类似地，在说明单个逻辑上的逻辑时，可以在多个物理逻辑之间分布该单个逻辑上的逻辑。
“可操作的连接”或使得实体“被可操作地连接”的连接是其中可以发送和/或接收信号、物理通信和/或逻辑通信的连接。一般地，可操作的连接包含物理接口、电接口和/或数据接口，但应注意，可操作的连接可包含这些或其它类型的足以允许可操作的控制的连接的不同组合。例如，两个实体可以通过能够直接或通过诸如处理器、操作系统、逻辑、软件或其它实体的一个或更多个中间实体相互传送信号被可操作地连接。逻辑和/或物理通信信道可用于产生可操作的连接。
这里使用的“信号”包含但不限于一个或更多个电或光信号、模拟或数字信号、数据、一个或更多个计算机或处理器指令、消息、位或位流、或可被接收、发送和/或检测的其它手段。
这里使用的“软件”包含但不限于一个或更多个可被读取、解释、编译和/或执行并导致计算机、处理器或其它电子装置以希望的方式执行功能、动作和/或行为的计算机或处理器指令。可以以各种形式体现这些指令，这些形式诸如例程、算法、模块、方法、线程和/或包含来自动态链接的库的单独的应用或代码的程序。也可以以包含但不限于独立程序、功能调用(本地和/或远程)、小服务程序、小应用程序(applet)、存储在存储器中的指令、操作系统的一部分或其它类型的可执行指令的各种可执行和/或可加载形式实现软件。本领域技术人员可以理解，软件的形式可取决于例如希望的应用的需求、其运行的环境和/或设计者/程序员的期望等。还应当理解，计算机可读和/或可执行指令可位于一个逻辑中并/或分布在两个或更多个通信的、协同操作的并且/或者并行处理的逻辑之间，并由此可以以串联、并联、整体并联和其它方式被加载和/或执行。
用于实施这里说明的示例性系统和方法的各种组成部分的适当的软件包含诸如Java、Pascal、C#、C++、C、CGI、Perl、SQL、API、SDK、组件、固件、微代码和/或其它语言和工具的程序设计语言和工具。不管软件是整个系统还是系统的组成部分，该软件都可体现为制造的物品，并且，作为以上限定的计算机可读介质的一部分保持或提供该软件。另一形式的软件可包含通过网络或其它通信介质将软件的程序代码发送到接收方的信号。因此，在一个例子中，计算机可读介质在从网络服务器下载给用户时具有代表软件/固件的信号的形式。在另一例子中，计算机可读介质在被保持在网络服务器上时具有软件/固件的形式。也可以使用其它形式。
图1示出根据本发明的实施例的颜色测量系统的高层框图。图1的颜色测量系统示意性地包含可操作地与多段检测器(用照相机为例进行说明)105连接的积分球分光光度计100。图1的颜色测量系统还包含光源110、样品115、积分球分光光度计100的镜面端口125和计算装置135。为了简化，在积分球分光光度计100中没有示出诸如附加光源、挡板、端口和传感器等的其它部件，但它们作为可得到的特征部件是本领域技术人员容易理解的。颜色测量装置的一个例子可如在2003年2月27日提交的发明名称为“Spectrophotometer ColorMeasurement and Diagnostics Over the Web”的未决的美国临时专利申请No.60/450311中所述，在此引入其全部内容作为参考。照相机105可为例如能够在试验中从样品目标观察和提供表示颜色的信号的数字照相机、摄像机、CCD照相机、其它类型的照相机和/或它们的组合。照相机105可以为诸如标准数字照相机的独立操作装置。
在一个实施例中，光源110用于照亮位于积分球分光光度计100的样品端口(未示出)中的样品115。照相机105被定位为从相对光源110关于样品的法线120的对角(例如，以镜面角度)接收来自样品115的反射光。为了控制镜面反射，可打开或关闭的镜面端口125在照相机的所述位置的前面位于积分球分光光度计100上。照相机105通过被安装到镜面端口125上的球面100上、被安装在端口125附近或被安装在球面100外面但被配置为接收来自端口125的光，被可操作地连接。
照相机105被配置为测量来自样品115的光性能。例如，照相机105可以被颜色表征(color characterized)，并用于测量来自样品115的反射分量(例如，光泽分量)。照相机105被配置为产生表示接收的光的信号形式的图像数据130。在各种实施例中，照相机105可包含数据收发器逻辑和可与可向其发送图像数据130的计算装置135建立通信链接/计算机通信(例如，无线、有线或其它)的一个或更多个通信端口。在本发明的一个实施例中，可以用蓝牙兼容收发器和适当的通信协议逻辑使照相机105具有蓝牙功能。在这种配置中，照相机105可以向诸如计算装置135的另一具有蓝牙功能的装置发送图像数据130。图像数据130然后可被计算装置135处理。
在图1的实施例中，计算装置135包含分析逻辑块140，该分析逻辑块140在一个实施例中可以为体现为软件的图像处理应用。图1的计算装置135还包含用户接口150、分段逻辑块和选择逻辑块155。分析逻辑140被配置为接收图像数据130、以任何希望的方式处理数据并提供诸如样品115的颜色信息、特性或其它性能的分析结果。可以以诸如分析的图像数据145的任何希望的信号形式配置输出。因此，利用位于镜面端口125中的照相机105以及图像处理应用140，系统能够基于来自照相机105的测量值表征样品的反射的镜面分量的几何形状和大小。
在本发明的一个实施例中，分析逻辑140被配置为使得用户能够动态实时选择图像数据130的一部分，并且，分析选择的部分以得到颜色信息。例如，假定样品115包含诸如方格花纹的多色图案。照相机105可产生样品115的图像或图片并将图片作为图像数据130传送到计算装置135用于处理。在这种情况下，由于多颜色会导致分析提供所有颜色的平均颜色值，因此，图像数据130的分析作为整体可能不能提供有用的颜色信息。但是，可能希望得到来自样品的各单个颜色的分析，以确定特定的颜色数据。
分析逻辑140被配置有使得用户能够观察图像数据130(例如，样品的图片)并选择用于分析的关心的区域和/或其它图像处理选项的图形用户接口150。例如，在本发明的一个实施例中，图形用户接口150可以以软件被实现，并被配置为使计算装置135在显示器(未示出)上显示图像数据130。本发明的逻辑操作被配置为使得用户能够进行选择、输入数据、请求数据，并另外与图像数据130、分析逻辑140和/或计算装置135的其它组成部分相互作用。
图1的计算装置135的选择逻辑155被配置为使得用户能够从用于颜色分析或其它处理的图像选择所关心的区域。所关心的区域可以是被选择的像素或与来自多颜色样品的单一颜色对应的区域。诸如鼠标或指示器等的输入装置可被配置为使得用户能够选择所关心的区域。然后，从图像数据130的剩余部分单个、单独地分析与被选择区域相关的像素信息，以提供被选择区域的颜色信息。例如，图1的计算装置135的分段逻辑160被设置为基于选择的所关心的区域分割图像数据130，并抽出相应的用于分析的像素信息。通过对多颜色样品中的具有不同颜色的其它区域重复该过程，可以为每种不同的颜色获得单个颜色信息(例如，像素颜色值)。虽然图1的颜色测量系统说明了用于测量被照亮样品的光性能的照相机，但本领域技术人员和得到本发明的教导的人员可以理解，可以使用诸如一组光电二极管、光电检测器和/或其它光检测设备的其它光测量装置，以代替图1的颜色测量系统中说明的照相机。
图2示出根据本发明的替代性实施例的第二颜色测量系统的高层框图。图2的测量系统是包含用于积分球分光光度计100和照相机105的校准系统的本发明的颜色测量系统的另一例子。在图2的颜色测量系统中，校准/表征逻辑200被设置在计算装置135中以为积分球分光光度计、为照相机105或为两者执行颜色校准/表征。在图2中，积分球分光光度计100被示出为具有被配置为检测来自样品射出端口210的光的光度计205。光度计205可包含例如一个或更多个光电检测器、光电二极管、光电倍增管和/或其它类型的光辐射检测装置。表示被检测的光的信号作为球面数据215被发送到计算装置135。积分球分光光度计100还包含漫射光源220和诸如氙光的闪光光源225。在图2的本发明的实施例中，光源220和225被定位在积分球分光光度计100的同一端口上。可以使用一个或更多个挡板(未示出)，以阻挡从光源220、225到样品115、照相机105和/或光度计205的直接照射路径。
使用具有已知的颜色值230的一组颜色样品(例如颜色瓦(colortile))，每一个颜色瓦可作为样品115被放置，并且以例如两种校准模式用球面/照相机组合对其进行测量。第一校准模式用于通过照射漫射光源220并对应于样品115利用照相机105测量/读取图像信号来表征照相机105。图像信号作为图像数据130被传送给计算装置135。然后将各颜色瓦的被测量的值(例如，图像数据130)与其对应的已知的值230相比，并为该值确定特征偏移量。为多颜色瓦重复该所述程序提供附加的特征偏移量值，并且，可以为照相机105产生诸如特征查阅表(LUT)235的特征表。可以通过使用任意希望的内插技术产生LUT 235内的遗缺值。
在第二校准模式中，还使用相同的颜色瓦，通过光度计205测量来自内球壁的光性能。被测量的光性能可用于产生提供给计算装置135的相应的球面数据215。这可通过使氙光源225闪光并测量积分球分光光度计100内的光来执行。校准逻辑220将测量的球面数据215与当前的颜色瓦样品115的已知的值205相比，并产生校准偏移值。可以为积分球分光光度计100产生校准查阅表(LUT)240。同样可以内插遗缺值。以这种方式，照相机105在原处(in situ)被颜色表征，并可使用与为积分球分光光度计100使用的颜色样品相同的颜色样品。因此，照相机105在积分球分光光度计100的端口上在原处被颜色表征。在本发明的替代性实施例中，图2的颜色测量系统可在使用的每一不同的颜色样品115的两种校准模式之间进行切换。
在初始的表征/校准中，可以使用较大的一组样品以校准照相机105和/或积分球分光光度计100。随后，可以使用较小的样品组用于日常校准和/或用时校准。可以定期执行校准以例如对由于温度变化导致的任何照相机颜色漂移进行补偿。
虽然没有示出，但对积分球分光光度计100和照相机105可以使用不同的光源。例如，光源110可以被定位和使用以通过照相机105测量光泽分量(gloss component)。不同的光源(未示出)可被定位为在积分球分光光度计100内提供漫射照明。通过测量来自样品115的漫射光，照相机105能够捕获样品115的颜色的空间变化。然后可以提供另一光源(未示出)作为可间歇闪光的高功率光。这种光源的一个例子是氙灯。在另一实施例中，光源(未示出)可以被设置在相对于照相机105的轴的45度偏角上。照相机105从而能够模拟样品115的45/0几何形状。
在实现图像处理软件140、校准逻辑200和照相机105的上述本发明的各个实施例中，本发明的颜色测量系统，连同由相同的反射材料制成的较大的均一标准件的分光光度测量和比色测量的组合，能够表征多颜色样品的着色区域，以控制多颜色样品中的颜色，并基于颜色对光谱反射率进行推断。
图3示出用于从根据本发明的实施例捕获的图像分割感兴趣的区域的本发明的方法的实施例。虽然为了简化解释以一系列块示出和说明图3的方法300，但应理解，方法不受块的次序的限制，一些块可以以与示出和说明的次序不同的次序发生并/或与其它块同时发生。应当理解，可以通过使用诸如机器语言、进程的、面向对象的和/或人工的智能技术等的各种编程方法实施图3的方法300的一系列块中说明的过程。
图3的方法300以用颜色测量装置观察样品并从被测量样品产生图像在步骤310开始。方法300进行到步骤320。
在步骤320，选择诸如图像内的一个或更多个像素和/或区域的感兴趣的区域。然后，方法300进行到步骤330。
在步骤330，将在步骤320中选择的感兴趣的区域分段并提取来自该区域的像素值。然后，方法300进行到步骤340。
在步骤340，与图像的其它区域无关地确定来自被抽出的像素的颜色值。然后，退出方法300。
在本发明的替代性实施例中，诸如图3的方法300的用于从根据本发明的实施例捕获的图像分割感兴趣的区域的方法还包括以下步骤照亮积分球内的试验样品；用可操作地连接到积分球的数字照相机测量从试验样品接收的光信号；和与已知的信号值相比，基于测量的光信号表征(或校准)数字照相机。在本发明的这种实施例中，可通过将数字照相机定位在积分球的镜面端口或积分球面的其它端口的位置上，将其可操作地连接到包含的积分球上。
图4示出根据本发明的替代性实施例的积分球分光光度计402和数字照相机404组合颜色测量系统的三维图。在图4的颜色测量系统400中，积分球分光光度计402示意性地包含各种特征构件，诸如两个挡板4101～4102(统称挡板410)、三个光源4201～4203(统称光源420)、例如样品端口430、样品射出(exit)端口440、镜面端口450和照明端口460的多个端口。
图4的颜色测量系统400被配置为使得照相机404能够通过积分球分光光度计402的打开的镜面端口450观察试验中的材料样品。即，在图4的颜色测量系统400中，第一光源4201被定位为用照明端口460照亮材料样品。这种几何结构使得照相机404能够捕获从材料样品反射的光的镜面(例如，镜面反射)分量的几何形状的图像。由于光源4201位于积分球分光光度计402的外面，并且通过例如不透明的导管或不允许光逃逸的其它光传递/发送装置可操作地连接到积分球分光光度计402上，因此第一光源4201被遮挡，避免直接照射照相机。第一光源4201不闪光，而是被打开数秒，以留给照相机足够的时间从反射的样品捕获图像。第二光源4202也不闪光，并且可以以被不依赖于第一光源4201的方式被打开或关闭。可与第三光源4203共享射入端口的第二光源4202被挡板410遮挡，避免直接照射样品和直接照射镜面端口450以及数字照相机404。
根据本发明可以以各种方式操作诸如图4的颜色测量系统400的本发明的颜色测量系统。例如，本发明的颜色测量系统可被用作正常分光光度计以表征镜面反射的印迹(footprint)、使杂色样品成像以及执行三维样品的形状测量。这里说明的示例性模式不应被解释为以任何方式限制，并且，根据本发明可以如希望的那样配置、使用和实施或多或少的模式。
在本发明的颜色测量系统的正常分光光度计模式中，并且，参照图4，样品被第一光源4201(例如，氙闪光灯)以漫射的方式照亮，并且光度计(图4中未示出)被安装在样品射出端口440中或可操作地与其连接。在样品射出端口440的光度计收集来自样品的反射光并将其分解成窄带波长分量。光度计可包含光电二极管、光电检测器或其它类型的光辐射检测装置。在正常分光光度计操作模式中不使用数字照相机404。对于在该模式下进行的测量，镜面端口450可以为开或关。
在第二操作模式中，本发明的颜色测量系统可用于表征图4的颜色测量系统的积分球分光光度计402的样品端口430中的材料的镜面反射分量。在该实施例中，安装在打开的镜面端口450(其瞄准样品)上的数字照相机404用于通过照相机中的颜色信道(color channel)中的图像处理将来自被第二光源4202照亮的材料的光的反射的镜面分量与无光泽(matte)分量分开。对于高色度样品，如果红-绿、绿-蓝和红-蓝的像素比足够接近入射照明的相应比值，那么图像处理将像素分配为属于镜面分量。对于在镜面分量和无光泽分量之间不显示足够大的光谱差的样品，像素基于与镜路像素的强度Im相比以及与远离镜路像素的像素的强度Io相比的其强度I被分配镜面状态。
强度是来自数字照相机的红、绿、蓝信道的线性组合(具有正的系数)。例如，如果(I-Io)/(Im-Io)大于0和1之间的某个常数b，那么具有强度I的像素(由红、绿、蓝信道的正的线性组合构成)被分配“镜面”状态。例如，b的合理值为。逻辑可被配置为为特定种类的反射样品确定镜面端口的最佳尺寸。作为替代方案，如果照相机被校准得足够好，那么上面直接说明的图4的颜色测量系统可被用作直接读取装置，该直接读取装置用于在不依赖样品的多次测量的情况下将反射的镜面分量与无光泽分量分开。
在第三操作模式中，本发明的颜色测量系统，并且，特别参照图4的颜色测量装置400，可用于使杂色样品成像。在该操作模式中，结合第三光源4203使用数字照相机404，以在非均匀样品的图像的子部分上提供色度数据。即，通过数字照相机404捕获的图像被传送给诸如图1和图2的计算装置135的计算机(未示出)，其中，逻辑被配置为将图像自动分割成均匀着色的区域，每一个区域可被单独地表征为各自颜色。
在第四操作模式中，本发明的颜色测量系统可用于执行三维样品的形状测量。例如，通过用将矩形网格投射到样品上的投影仪代替其中的一个光源(例如，图1中的光源110或图4中的第二光源4202)，用数字照相机404执行形状测量。网格的照相机图像传递物体的三维形状，这是照相机404用别的方法达不到的。在本发明的这种实施例中，投影仪和数字照相机404被配置为共同对网格点的位置进行三角测量，这种动作完全类似于两个照相机观看空间中的同一点，唯一不同是第二照相机是在发光而不是接收光。称为光栅立体摄影术的这种投影的技术已被用于例如照相测量法中，并用于医疗成像应用和工业检查。如上所述配置本发明的颜色测量系统使得该系统能够在非平滑样品上执行纹理分析并确定样品的物理性能(例如，三维特性、深度和粒度的方向等)。
上述各种模式还可以具有各种交互作用。例如，对于上述第二或第三操作模式，系统还可被配置为用收集的光样品和计算机算法将材料样品的纹理分类。另外，对于第二或第三操作模式，与照相机相关的图像分段逻辑还可用于确定样品端口的打开状态、端口的孔径和样品的位置(以下详细说明)。应当注意，本发明的颜色测量系统可通过打开和关闭各种包含的光源在其各种操作模式之间切换。即，如果本发明的颜色测量系统的实施例包含执行其各种功能和操作模式所必需的所有光源，那么系统可通过实现包含的光源的一种或更多种或一种或更多种的组合在其操作模式之间变化。
如上所述，本发明的颜色测量系统能够在程序上(programmatically)上确定本发明的颜色测量系统的样品端口的孔径尺寸，并/或确定样品端口打开还是关闭。更具体地，包含积分球的本发明的颜色测量系统可包含可操作地与积分球的端口连接的数字照相机。数字照相机被配置为从从位于样品端口中的样品测量的光信号产生图像。颜色测量系统可包含被配置为用来自数字照相机的图像确定样品端口的孔径尺寸的逻辑。例如，通过使用样品的图像，逻辑通过执行像素分析确定从样品接收颜色的照相机的区域以及哪些区域不接收。颜色所处的区域然后用于确定孔径的尺寸。以这种方式，颜色测量系统不需要使用传感器、检测器和其它机构就能自动确定孔径尺寸。可以使用相同的技术以自动确定积分球的样品端口打开还是关闭。
并且，上述第一和第三操作模式的输出的比较可被关联，以提供对应关系或确定着色剂的标准补片(patch)的反射率光谱(第一操作模式)和非均匀图案中的着色剂的分批应用(第三操作模式)之间的关系。并且，包含已知光谱反射率的空间均匀的样品的训练样品组可用于同时校准/表征积分球和数字照相机。
如上所述，具有已知的光谱反射率的一组材料样品可用于校准本发明的颜色测量系统，也可用于对数字照相机进行颜色表征。数字照相机的颜色表征涉及确定与来自照相机的输出数字值对应的输入颜色。许多不同的已知的方法和技术可用于校准照相机。例如，可以为一组试验样品产生具有偏离值的查阅表，并通过使用内插技术确定其它值。
在本发明的一个实施例中，方法被实现为设置在计算机可读介质上的处理器可执行指令和/或操作。因此，在一个例子中，计算机可读介质可存储和/或传送可操作以执行这里所述的任何方法、功能、动作和/或它们的等同物的处理器可执行指令。一种形式的计算机可读介质可包含可在网络上传送一组处理器可执行指令的载波。
图5示出根据本发明的实施例的适用于图1、图2和图4的颜色测量系统中用于执行本发明的方法和操作的计算装置的高层框图。图5的计算装置135示意性地包含通过总线508可操作地连接的处理器502、存储器504和输入/输出端口510。计算装置135可可操作地与这里所述的任何颜色测量系统、分光光度计和积分球等连接，以提供例如数据处理功能和信息的存储。这里所述的逻辑和程序的可执行部分可被存储在图5的计算装置135中并被其执行。本领域技术人员和得到本发明的教导的人员可以理解，这里所述的本发明的系统和方法的各种实施例也可以使用其它计算机装置。
在本发明的一个实施例中，计算装置135还可包含被配置为对颜色测量装置和照相机执行校准功能的校准逻辑730。校准逻辑730可以是图2中所述的校准逻辑200，并且可包含相同或相似的部件。计算装置135还可包含被配置为分析从颜色测量装置/照相机组合测得的图像数据的分析逻辑735。分析逻辑734可以是图1中所述的分析逻辑140，并且可包含相同或相似的部件。校准逻辑730和分析逻辑735可以体现为可导致计算装置135执行希望的功能、动作并/或以希望的方式工作的处理器可执行指令。
处理器702可以为各种处理器，包含双微处理器(dualmicroprocessor)、其它多处理器体系结构、ASIC或被配置为处理指令的其它类型的逻辑。存储器704可包含易失性存储器和/或非易失性存储器。非易失性存储器可包含但不限于只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、电可编程只读存储器(EPROM)和电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)等。易失性存储器可包含例如随机存取存储器(RAM)、同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDR SDRAM)和直接RAM总线RAM(DRRAM)。
另外，盘706可经由例如输入/输出接口(例如，卡、装置)718和输入/输出端口710被可操作地连接到计算装置135上。盘706可包含但不限于诸如磁盘驱动器、固态盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、Zip驱动器、闪存卡和/或记忆棒的装置。并且，盘706可包含诸如光盘只读存储器(CD-ROM)、CD可记录驱动器(CD-R驱动器)、CD可写入驱动器(CD-RW驱动器)和/或数字视频ROM驱动器(DVDROM)的光学驱动器。存储器704能够例如存储可执行/执行处理器714和/或数据716。盘706和/或存储器704能够存储控制和分配计算装置135的资源的操作系统。
图5的计算装置135的总线708可包含单个内部总线互连结构和/或其它总线或网格体系结构。总线708可以为各种类型，这些类型包含但不限于存储器总线或存储器控制器、外围总线或外部总线、纵横开关和/或局部总线。局部总线可以为各种类型，这些类型包含但不于工业标准结构(ISA)总线、微通道结构(MSA)总线、扩展ISA(EISA)总线、外围部件互连(PCI)总线、通用串行(USB)总线和小型计算机系统接口(SCSI)总线。
本发明的计算装置135可经由i/o接口和输入/输出端口710与输入/输出装置718相互作用。输入/输出装置718可包含但不限于键盘、麦克风、点击和选择装置、照相机、视频卡、显示器、盘706和网络装置720等。输入/输出端口710可包含但不限于串行端口、并行端口和USB端口。
计算装置135可在网络环境中工作，并由此可经由i/o装置718、网络接口卡712和/或i/o端口710与颜色测量装置以及与网络装置720连接。通过网络装置720，计算装置135可与网络相互作用。通过网络，计算装置135可在逻辑上与远程计算机连接。计算装置135可与之相互作用的网络包含但不限于局域网(LAN)、广域网(WAN)和其它网络。网络装置720可与包含但不限于光纤分布式数据接口(FDDI)、铜分布式数据接口(CDDI)、以太网/IEEE 802.3、令牌环/IEEE 802.5、无线/IEEE 802.11和蓝牙等的LAN技术连接。类似地，网络装置720可与包含但不限于点对点链接、诸如综合服务数字网络(ISDN)的电路交换网络、分组交换网络和数字用户线(DSL)的WAN技术连接。也可以使用这些通信连接中的任何一种以将颜色测量装置可操作地连接到计算装置135上。
虽然以上说明针对本发明的各个实施例，但在不背离其基本范围的条件下可以得到本发明的其它和另外的实施例。因此，本发明的适当范围应由以下的权利要求书确定。
权利要求
1.一种用于颜色测量的方法，包括通过使用多段检测器收集来自被照亮的样品的光信号；将由所述检测器接收的总的信号划分成所述段中的一个或更多个的组；和对所述被划分的组中的一个或更多个确定相应的颜色信息。
2.根据权利要求1的方法，其中，所述多段检测器包含数字照相机。
3.根据权利要求2的方法，其中，所述段包含像素。
4.根据权利要求1的方法，其中，所述组由接收具有类似的颜色性能的信号的段形成。
5.根据权利要求1的方法，还包括用标准试验样品对所述多段检测器进行颜色表征。
6.一种用于颜色测量的装置，包括分光光度计；用于照亮分光光度计的内部和至少一个样品的至少一个光源；和被配置在分光光度计的端口上并适于测量来自所述至少一个样品的光分量的多段检测器。
7.根据权利要求6的装置，其中，所述分光光度计包含积分球。
8.根据权利要求6的装置，其中，所述多段检测器包含数字照相机。
9.根据权利要求6的装置，还包括用于测量来自标准试验样品的光分量的至少一个光度计，以用于对所述多段检测器和所述分光光度计中的至少一个进行颜色表征。
10.根据权利要求6的装置，其中，所述至少一个光源中的一个被配置为直接照射所述至少一个样品，并且所述至少一个样品和多段检测器沿来自所述至少一个光源中的所述一个的光的方向被对置，以形成连接光、样品和多段检测器的镜面路径。
11.根据权利要求10的装置，其中，所述至少一个光源中的所述一个包含将被照亮的网格图像投射到样品上的光投影仪，所述被照亮的网格图像被多段检测器捕获。
12.根据权利要求11的装置，其中，所述被捕获的被照亮的网格图像用于确定所述分光光度计的样品端口打开还是关闭，以及打开的情况下的开口尺寸。
13.根据权利要求6的装置，其中，所述至少一个光源中的一个被配置为以漫射的方式照射样品，并且多段检测器被配置为捕获样品的颜色的空间变化。
14.一种计算机可读介质，被配置为提供可操作以执行包括以下步骤的方法的处理器可执行指令照亮积分球内的试验样品；测量从试验样品接收的光信号；和基于接收的光信号对数字照相机进行颜色表征，其中，所述数字照相机可操作地与积分球连接。
15.一种计算机可读介质，被配置为提供可操作以执行包括以下步骤的方法的处理器可执行指令接收从被测量的来自颜色样品的光信号产生的图像；从图像中选择感兴趣的区域；和以与图像的其它区域无关的方式对选择的感兴趣的区域确定颜色信息。
16.根据权利要求15的计算机可读介质，其中，处理器可执行指令体现为图形用户接口。
17.一种颜色测量系统，包括用于提供和引导来自样品的光信号的分光光度计；用于照亮所述分光光度计的内部以及所述样品的至少一个光源；被配置在分光光度计的端口中并被配置为测量来自样品的光信号的数字照相机；被配置为使得能够从被测量的光信号中选择感兴趣的区域的选择逻辑；和适于以与其它被测量的光信号分开的方式从感兴趣的区域确定颜色信息的分析逻辑。
18.根据权利要求17的颜色测量系统，还包括被配置为用被测量的光信号和样品的已知的颜色值校准或表征数字照相机的校准逻辑。
19.根据权利要求17的颜色测量系统，还包括被配置为用来自数字照相机的被测量的光信号确定样品端口的孔径的尺寸的逻辑。
20.根据权利要求17的颜色测量系统，其中，所述数字照相机适于测量来自样品的光辐射并产生样品的图像数据，并通过使用无线通信将图像数据传送给计算装置。
21.根据权利要求17的颜色测量系统，其中，所述颜色测量系统包含多种操作模式，所述操作模式至少包含分光光度计模式、用于表征材料的镜面反射分量的模式、用于使杂色样品成像的模式和用于执行三维样品的形状测量的模式。
22.根据权利要求21的颜色测量系统，其中，所述至少一个光源至少包含两个光源和将被照亮的网格图像投射到样品上的光投影仪，并且，所述颜色测量系统通过激活和停用所述光源中的特定的光源在操作模式之间进行切换。
全文摘要
说明了与颜色测量有关的系统、方法、介质和其它实施例。一种示例性系统实施例包括分光光度计、用于照亮分光光度计的内部的一个或更多个光源和被配置在分光光度计的端口上并被配置为测量来自样品的光分量的数字照相机。在本发明中，为分光光度计设置分段逻辑，该分段逻辑被配置为使用计算图像分段，以表征来自样品的镜面反射，并表征试验样品的诸如多色图像中的被选择的颜色的被选择的片或部分。根据本发明，可以对分光光度计和包含的数字照相机在原处进行颜色表征。
文档编号G06T7/40GK1914501SQ200480041508
公开日2007年2月14日 申请日期2004年12月17日 优先权日2003年12月19日
发明者阿兰·英格莱森, 大卫·斯罗库姆, 迈克尔·H.·布里尔 申请人:数据色彩控股股份公司