[发明专利]一种基于LED照明的颜色测量多光谱成像系统

说明书

本发明提供了一种基于LED照明的颜色测量多光谱成像系统，包括主控计算机和封闭式灯箱；灯箱顶部设有数码相机，底部设有LED灯组控制装置、抽屉式承物台和LED灯组。被测物体放置抽屉式承物台上，主控计算机控制LED灯组的光谱功率分布与数码相机的光谱灵敏度曲线成倒数关系，驱动LED灯组控制装置开启相应的LED灯及其点亮程度，同时控制数码相机拍摄LED灯开启时被测物体图像并提取相机响应进行计算，得到被测物体每一个像素的光谱反射率。实施本发明，能够突破传统局限，用于传统测色仪器无法使用的领域。

技术领域

本发明涉及颜色测量技术领域，尤其涉及一种基于LED照明的颜色测量多光谱成像系统。

背景技术

物体的光谱反射率是物体表面的重要光学特性，也是物体表面颜色的“指纹”或“基因”。因此，颜色测量是色彩再现相关行业控制颜色再现质量的一种必不可少的主要手段。

传统的物体表面颜色测量方法有目视法、光电积分法和分光光度法三种，具体如下：

(1)目视法是由标准色度观察者在特定的照明条件下对产品进行目测鉴别，并与国际照明委员会(CIE)标准色度图或其他标准色卡进行比较，得出颜色参数；

(2)光电积分法的典型仪器是色度计，由光源、探测器、数据处理器和输出单元四部分组成；其中，探测器一般是三个带有修正滤光片组的光电管或大面积硅光电二极管等颜色传感器。该方法不能精确测量出物体的三刺激值或色品坐标，不能给出物体的光谱反射率，但能准确测出两个物体之间的色差，因而又被称为色差计，不能用于颜色的精确复制；

(3)分光光度法多采用积分球式，使被测物体获得均匀的照明；采用光栅分光来获取单色光，通过测量不透明物体反射(散射)光的光谱反射率或透明物体的光谱透射率，进一步计算颜色三刺激值，从而获取各种颜色参数。由于该方法通过探测样品的光谱成分确定其颜色参数，具有精度非常高的特点，因此适用于大多数颜色测量中测量物体表面的反射率或透明物质的透射率。

发明人发现，上述三种传统的颜色测量方法均存在不足之处，其不足之处在于：目视法与观察者个体的心理和生理相关性较大，测量的结果主观性强、精度低、操作麻烦，不同的观察者差异性较大；而光电积分法和分光光度法都是接触式测量方法，即仪器的测量孔径必须紧贴被测物体表面以免外界光线进入测量仪器，因此极易损毁脆弱物体表面的原有特性，不能测量易碎、高温高湿、贵重物品，也不能测量可能污染或损坏仪器的物品如食物、油漆、油墨等。传统的颜色测量方法最为人诟病的限制是只能测量一定大小的目标物体，无法测量细小的物体，如小到类似于图像中的单个像素的物体色，无法满足精细颜色如文物古迹、生物医学、3D打印的复制再现，这些都是目前颜色检测方法中需要解决的关键技术问题。

因此，亟需一种颜色测量方法，能够突破现有测色仪器的限制，非接触地测量物体表面上小到一个像素的颜色，用于传统测色仪器无法使用的领域，如食品饮料、液体、化妆品、表面凸凹不平和形状不规则的物体等。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种基于LED照明的用于颜色测量的多光谱成像系统，能够采用非接触式颜色测量方式，突破传统颜色测量方法的局限，用于传统测色仪器无法使用的领域。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于LED照明的颜色测量多光谱成像系统，包括主控计算机和用于搁置被测物体的封闭式灯箱；其中，

所述灯箱的顶部设有数码相机，底部中央封闭空间内设有LED灯组控制装置，其上部设有用于搁置被测物体且经外部驱动进出所述灯箱的抽屉式承物台，底部两侧分别设有至少一个LED灯组；其中，所述数码相机对准所述被测物体并与所述主控计算机相连，用于对所述被测物体进行图像拍摄；每一个LED灯组均包括多个不同峰值波长的单色LED灯；所述LED灯组控制装置与每一个LED灯组及所述主控计算机均相连，用于接收所述主控计算机发送的控制指令，并根据所述接收到的控制指令，控制每一个LED灯组之其一或其多LED灯打开或关闭及其点亮程度；