[发明专利]基于图像颜色特征的成份自动测量方法

说明书

技术领域

本发明属于图像分析领域技术，借助图像的颜色特征，实现了纸张、金属等含有混合物的成份自动测量。纸质文物、金属文物的成分分析是修复和保护处理之前的必要环节。目前成分分析多采用两种方式：一种是人工观察显微图像，人工推测；另一种是借助质谱仪、能谱仪等高端科学仪器测量，成本较高。图像分析模型通过分析显微图像，自动测量成分，实现了测量的自动化，降低了成本，是一种绿色、高效、低耗的模型。模型能够处理彩色和灰度图像，适用范围广，具有较强的应用前景。

背景技术

中国传统手工纸造纸原料取自植物纤维，造纸原料丰富。生产时经常使用多种原料混合。造纸原料的种类、配比决定了纸张的性能。纸张配比测量一般经过染色处理，不同原料的纤维染色后呈现不同颜色，显微图像呈彩色。金属经采样、打磨等处理后拍摄的显微图像是灰度图像，不同金属成分的灰度存在差异。

造纸原料配比的测定，是在造纸纤维观察的基础上进行的。测定前，需要对纸样染色，制备纤维试片，然后在显微镜或投影仪上观察纤维形态和呈色情况。染色是为了使不同种类的纤维呈特有颜色，从而便于纤维种类的鉴别。染色法是造纸工业中鉴别纤维种类的常用方法之一。染色法是用适当的染色剂使纤维着色,然后根据染成的颜色进行鉴别。例如碘氯化锌染色剂能使棉浆呈现酒红色,化学木浆、化学草浆呈现蓝紫色,韧皮纤维呈现紫红色或暗紫红色。碘稍酸钙染色剂使针叶木纤维呈现浅黄色或浅玫瑰色,阔叶木纤维呈现蓝紫色。2％的硫酸苯胺水溶液及1/5000的甲基蓝水溶液二重染色,使针叶木的机械木浆呈现黄色,阔叶木的机械木浆呈现绿色，详见表1。

表1纤维经Herzberg染色剂染色后呈色表

造纸原料 纤维颜色 龙须草 蓝红色 亚麻大麻 酒红色 桑皮、构皮、檀皮、雁皮 暗酒红色

竹 浅蓝紫色到深蓝紫色 棉 酒红色、深酒红色或黑紫色 针叶木 蓝紫色 阔叶木 深蓝紫色

纸张成份分析目前依靠人工目测，主要有3种方法。

方法1视野法

将试片至于显微镜的物台上，观测不同视野中的纤维，以视野的直径作为纤维长度的量度单位，分别测出每种纤维在视野中所占的长度单位数。观察不同纤维的总单位数应在200个以上。然后，将各种纤维的长度单位数乘以各自的质量因素，记得该种纤维的相对质量。由此再计算出纸样中各种纤维的质量百分比，即纤维配比。这种测定方法简单，要求测定者具有较丰富的观察经验。

方法2显微镜计数法