紡織品色牢度及色差智能判別裝置的可行性研究

孫芳

摘要：

國內(nèi)對于色牢度評定主要還是依靠技術(shù)人員目測的方法，雖然簡便，但弊端明顯，測量結(jié)果的準(zhǔn)確性受主觀因素干擾太多，準(zhǔn)確性得不到持續(xù)保證，因此用儀器代替人進行色牢度等級測定必然成為未來的發(fā)展趨勢。本文從評級的原理出發(fā)，從研究裝置、軟件、數(shù)據(jù)庫著手，開發(fā)一種色牢度及色差智能判別裝置。

關(guān)鍵詞：色牢度；色差；智能判別；裝置研究

1 國內(nèi)外色牢度及色差評級現(xiàn)狀

國內(nèi)外對色牢度評定方法主要有兩種，目測法和儀器測定法。盡管許多企業(yè)已經(jīng)采用了國外先進的顏色測量儀器，但大多數(shù)廠家仍采用目測法。造成這種現(xiàn)象的原因是一方面由于國外進口設(shè)備在國內(nèi)實際應(yīng)用中仍存在著一些問題，如國內(nèi)外顏色標(biāo)準(zhǔn)不一致性、印染工業(yè)不穩(wěn)定等造成的客觀因素；另一方面國外進口儀器價格昂貴，測試時間較長。但是使用測色儀器測量色差不僅可以避免檢驗人員感到視覺疲勞，防止測試結(jié)果出現(xiàn)偏差，而且還可以利用軟件的數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)處理功能進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計運算，以便于現(xiàn)場檢驗人員快速、科學(xué)地做出檢驗結(jié)論，所以開發(fā)檢測快速、結(jié)果精確、價格低廉的智能判別裝置具有十分重大的意義。

常用的測色儀器的種類很多，但基本上都是基于光譜分析測色，主要分為分光光度測色儀器和光電積分式測色儀器。以上這兩大類測色儀器中，分光光度計類雖然測量精度高，穩(wěn)定性好，但價格昂貴，一般在一兩萬美金以上，中小企業(yè)和小的測試機構(gòu)無法承擔(dān)。因此在實際的工業(yè)生產(chǎn)中光電積分測色儀器以其相對便宜的價格和方便攜帶的性能，應(yīng)用比較廣泛，但光電積分測色儀器的光電探測器的穩(wěn)定性差造成了其測量準(zhǔn)確性低的缺陷。另外，光學(xué)測色儀器普遍存在探測頭取樣面積固定、單一，無法隨意選取試樣面積和同時多點測試的缺點?；谏鲜鋈毕?，造成了儀器測色一直無法廣泛普及替代人工目測現(xiàn)狀。本文旨在開發(fā)一種色牢度及色差智能判別裝置。

2 裝置研究的原理和主要內(nèi)容

裝置研究的基本原理是以國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，建立數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，以智能評級的執(zhí)行軟件和計算機控制為技術(shù)核心，進行圖像采集、預(yù)處理、色值和色差匹配、等級評定并輸出。

裝置研究的主要內(nèi)容：（1）根據(jù)紡織品色牢度按變色和沾色標(biāo)準(zhǔn)灰色樣卡以及棉布標(biāo)準(zhǔn)原樣、毛布標(biāo)準(zhǔn)原樣、蠶絲標(biāo)準(zhǔn)原樣、滌綸標(biāo)準(zhǔn)原樣、錦綸標(biāo)準(zhǔn)原樣、腈綸標(biāo)準(zhǔn)原樣和粘膠標(biāo)準(zhǔn)原樣等分別進行掃描或攝像，存儲到指定變色、沾色等色牢度樣品庫中，建立標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫。（2）對被測樣進行處理，通過采集設(shè)備傳送至裝置中，從所采集的圖像中提取品質(zhì)特征信息，通過所設(shè)計的軟件對被測樣進行等級判定。

基于上述內(nèi)容，選擇了一種光穩(wěn)定性較好的攝像裝置，并設(shè)計了一個能在采集圖像時采用網(wǎng)格形式的評級軟件，最終初步開發(fā)了集紡織品標(biāo)準(zhǔn)色卡數(shù)據(jù)庫及色牢度、色差評級于一體的裝置，見圖1。

3 裝置測定與人工主觀目測對評級條件和結(jié)果的比較

3.1 評級條件

目光評級條件：用符合CIE標(biāo)準(zhǔn)照度D65（見CIE51）的光源照射在被測試樣的表面上，光源照度等于或大于600lx，入射光與試樣表面約為45?，觀察方向大致垂直于試樣表面。

裝置評級條件：由于在研究裝置時已考慮標(biāo)準(zhǔn)的評級條件，所以在使用裝置評級時對環(huán)境條件沒有特殊要求。

3.2 評級結(jié)果比較

目前常規(guī)的色牢度評級包括織物變色、貼襯沾色、摩擦布沾色及耐光色牢度等項目，評級時經(jīng)過試驗，該裝置對織物變色、貼襯沾色和摩擦布沾色的評級都有比較穩(wěn)定的準(zhǔn)確性，見圖2、圖3、圖4。

4 結(jié)論分析與問題討論

從表1可以看出，裝置評級和目光評級基本可以保持一致，存在誤差保持在0.5級。

存在問題：（1）本次試驗基本都采用單色的樣品，對花色多的樣品并未進行相應(yīng)的試驗；本次試驗未涉及耐光色牢度，故此裝置存在一定的局限性。（2）由于耐光色牢度的標(biāo)準(zhǔn)色卡與其他色牢度存在一定差異，建立標(biāo)準(zhǔn)庫時并未將耐光色牢度的相關(guān)參數(shù)建立在內(nèi)，所以不能對耐光色牢度進行評級。

5 結(jié)語

在物理指標(biāo)測試和外觀檢驗過程中，涉及色差的測定達(dá)到幾十項之多，對測試效率和質(zhì)量的要求越來越高。適當(dāng)運用測色儀器，可以快速、準(zhǔn)確地評定色牢度等級，大大地減輕測試的工作量，并可以在不具備目光評級的條件下現(xiàn)場測定色差。本文對紡織品色牢度及色差智能判別裝置進行了一定程度的研究，并有了初步的比較結(jié)果，雖然存在一定的局限性和限制性，距客觀評價手段代替主觀評價還有很大距離，但為今后的客觀評價指明了方向。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：浙江省紡織測試研究院）endprint