[发明专利]一种适用于纺织品高光谱图像采集及数码测色的光照系统和使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于高光谱图像采集及数码测色的光照系统和使用方法，属于光谱测试技术领域和测色领域。

背景技术

高光谱成像技术（hyperspectral imaging technique）是20世纪80年代发展起来的新技术，它涉及光学、电子学、化学计量学和计算机科学等多个学科领域，结合了传统的成像技术和光谱信息采集，实现了光谱信息和图像信息的融合，它最早应用于遥感领域，后被引入到医药学和农业检测，近年来在纺织领域内也有应用。数码测色法是在仪器测色领域里面一种新的方法，也得到了日益广泛的应用，即在稳定的标准光源下，采用标准色卡配合特定的相机参数（如光圈大小、曝光速度及感光度等）生成该条件下的颜色校正文件，再以此固定的相机参数在相同的标准光源下，测定样品的RGB值，测量系统经过颜色校正后可得到样品的标准色度数据。

就高光谱成像技术而言，其最为关键的步骤是高光谱图像的采集，而对高光谱图像影响最大的因素便是外界光照条件。若光源发射光谱无法尽量包含全波段光谱，则会造成高光谱图像光谱信息的缺失；若照射在试样上的大部分光不是漫反射光，则会导致试样镜面反射严重，光谱信息失真；而目前对实验室试样高光谱图像采集的光照条件并没有标准，从而引起高光谱图像的一致性及可重复性较差；而上述问题均会导致试样的部分化学物理信息缺失，或导致其准确性不佳，对后续处理分析带来影响。而数码测色法所采集图像同样存在同高光谱图像相同的问题，在相机采集测色图像的时候需要去除试样纹理以及阴影对其颜色的影响，所以需要保证照射在试样的光线为漫反射光。

目前积分球装置面向的对象大多数为自发光的光源，并没有专门面向柔性片状的纺织品的专用积分球，乃至标准化的高光谱图像及测色图像的光照系统。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种适用于纺织品的高光谱图像及测色图像采集的光照系统和使用方法，本发明用以解决目前技术对纺织品（柔性片状材料）高光谱图像及测色图像采集过程中光照不均、镜面反射严重、一致性差等存在的问题。

一种适用于纺织品高光谱图像采集及数码测色的光照系统，包括积分球，所述的积分球内壁面上涂覆有高反射率、光谱反射波长覆盖范围光、朗伯特性良好的漫反射涂料；所述的积分球顶部对称开设有2个带内螺纹的光源安装孔，所述的带内螺纹的光源安装孔之间的积分球上还开设有用于放置高光谱成像光谱仪镜头或相机镜头的圆形开口；所述的圆形开口的两内侧面上分别安装有挡板，且所述的挡板延伸至积分球内带内螺纹的光源安装孔的下方；所述的积分球内还安装有试样抽屉；所述的带内螺纹的光源安装孔上安装有光源。

所述的积分球为直径60cm积分球，所述的积分球正上方开设有为8cm的用于放置高光谱成像光谱仪镜头或相机镜头的圆形开口；且所述的圆形开口的左侧、右侧分别开设有1个直径为6cm的对称的带内螺纹的光源安装孔。

所述的积分球内壁面上涂覆的漫反射涂料采用氧化镁涂料（MaO）、硫酸钡涂料（BaSO4）、聚四氟乙烯涂料中的一种。

所述的漫反射涂料优选采用聚四氟乙烯涂料。

所述的光源为卤素灯或白炽灯。其光源光谱需尽可能包含较宽广波长范围，并且较为均匀，同时可以快速便捷地更换上述灯具，实现不同色温光源的替换，如D65（6500K）、D50(5000K)、U30(3000K)。

所述的挡板位于积分球两侧光源下方，且所述挡板上涂覆有高反射率、光谱反射波长覆盖范围光、朗伯特性良好的漫反射涂料。挡板用于阻挡光源发出的光线直接照射在试样抽屉范围内。

所述的挡板上的漫反射涂料采用氧化镁涂料（MaO）、硫酸钡涂料（BaSO4）、聚四氟乙烯涂料中的一种。

所述的挡板上的漫反射涂料优选采用聚四氟乙烯涂料。

所述的积分球上靠近底部位置开设有试样抽屉安装孔，且所述的试样抽屉通过轨道安装在积分球球内，所述的试样抽屉底板为尺寸30×30cm的正方型底板；所述的试样抽屉的侧面安装有把手，且所述的安装有把手的侧面与积分球外壁面齐平。

一种适用于纺织品高光谱图像采集及数码测色的光照系统的使用方法，包括如下步骤：1）首先选择合适的光源、以及高光谱成像光谱仪或照相机，并将高光谱成像光谱仪或照相机的镜头放置在积分球上方的用于放置高光谱成像光谱仪镜头或相机镜头的圆形开口内；然后将光源开启预热；待其光照稳定后再开始测试；