способ измерения цвета поверхности и измеритель цвета поверхности

Формула изобретения

1. Способ измерения цвета поверхности, при котором освещают измеряемую поверхность и эталон заданным по спектральному составу излучением света, измеряют компоненты цвета излучения, отраженного от измеряемой поверхности и эталона, и на их основе вычисляют компоненты композитного вектора цвета измеряемой поверхности h=h(R, G, В), по которым судят о цвете измеряемой поверхности, отличающийся тем, что, с целью идентификации совокупности свойств цвета поверхности инвариантно относительно ее освещения, дополнительно измеряют интенсивности излучения света, отраженного от измеряемой поверхности и от зеркального (или белого) эталона с обеспечением одинаковости формата их освещения, компоненты R¹, G¹, В¹ вектора цвета излучения, отраженного измеряемой поверхностью, корректируют на спектральный состав излучения и интенсивность излучения источника света, а компоненты композитного вектора цвета h=h(R, G, В) измеряемой поверхности и коэффициенты коррекции определяют из систем уравнений:

где k⁰ _R, k⁰ _G , k⁰ _B - коэффициенты коррекции спектрального состава излучения света, которые определяют из компонент цвета эталона R⁰, G⁰, B⁰ с усреднением последних:

и k⁰ _И=N₁/N ₀ - коэффициент коррекции интенсивности излучения света, определяемый по отношению интенсивностей излучения света N ₁ - отраженного от измеряемой поверхности и N₀ - зеркально отраженного от эталона.

2. Измеритель цвета поверхности, содержащий корпус, приемное устройство для измеряемой поверхности, узел сканирования с шаговым двигателем и устройством управления, оптическую систему формирования отображения цвета измеряемой поверхности, узел измерения вектора цвета с фотоприемниками излучения, рассеянного измеряемой поверхностью, и функционально сопряженный с ним узел накопления и обработки (УНО) информационных сигналов фотоприемников, причем, оптическая система содержит источник света, световые экраны, зеркала или призмы и оптический объектив, узел измерения вектора цвета излучения, отраженного измеряемой поверхностью h¹=h¹(R¹ , G¹, В¹) и эталоном h⁰=h ⁰(R⁰, G⁰, B⁰), имеет ряды фотоприемников со светочувствительными элементами, снабженными светофильтрами основных цветов, а узел накопления и обработки содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) сигналов от фотоприемников, программный модуль - драйвер и контроллер с взаимной связью, блок формирования композитного вектора цвета в 3-х основных цветах и интерфейс, отличающийся тем, что, с целью идентификации совокупности свойств цвета поверхности инвариантно относительно ее освещения, дополнительно в приемном устройстве устанавливают зеркальный (или белый) эталон - отражатель излучения источника с форматом освещения оптической системой таким же, как для измеряемой поверхности, узел измерения вектора цвета содержит дополнительный ряд фотоприемников излучения света со светочувствительными элементами без светофильтров для измерения интенсивности излучения, отраженного от измеряемой поверхности N¹ и эталона N⁰, средства формирования сигналов от дополнительного ряда фотоприемников и пересылки этих сигналов в АЦП, в узле накопления и обработки (УНО) АЦП содержит средства приема сигналов от дополнительно установленного ряда фотоприемников излучения света, а также, средства формирования цифровой информации в виде 4-компонентного вектора и ее пересылки в программный модуль - драйвер, причем последний содержит блок считывания цифровой информации из АЦП и направления ее по сигналу контроллера при сканировании эталона в блок 4-компонентного вектора эталона v⁰=v⁰(R⁰, G⁰ , B⁰, N⁰), а при сканировании измеряемой поверхности в блок 4-компонентного вектора измеряемой поверхности v¹=v¹(R¹, G¹, B ¹, N¹) и, также, содержит блок коррекции 3-х компонентного вектора цвета измеряемой поверхности h¹ =h¹(R¹, G¹, В¹), вход которого соединен с выходами обоих блоков 4-компонентных векторов эталона и измеряемой поверхности, а его выход соединен с входом блока формирования композитного вектора цвета h=h (R, G, В) в 3-х основных цветах.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технической физике, а именно к области измерения цвета поверхности, и может быть применено в научных исследованиях свойств цвета, проектированию измерительной цифровой техники, технологий цветокоррекции и построения цветового профиля для цифровых камер, сканеров и цветных мониторов и другой цифровой техники, а также при технической экспертизе художественных произведений искусства, в полиграфии и других областях. Измеритель цвета является техническим средством измерения и идентификации свойств цвета поверхности, в основном плоских объектов, например художественных картин, цветных репродукций и изображений на бумаге и иных цветных поверхностях.

Сущность изобретения состоит в том, что измеряемую поверхность и эталон освещают, измеряют компоненты вектора цвета и интенсивность излучения, отраженного от измеряемой поверхности и эталона. Затем компоненты вектора цвета измеряемой поверхности - оригинала для устранения индивидуальных особенностей спектрального состава излучения источника освещения и его интенсивности корректируют с учетом значений измеренных компонент цвета эталона и значений измеренных значений интенсивности излучения света и формируют композитный вектор цвета измеряемой поверхности, который является идентификатором свойств цвета поверхности - цветового тона и яркости измеряемой поверхности. Измеритель цвета содержит корпус, приемное устройство для измеряемой поверхности, имеющий зеркальный (или белый) отражатель излучения источника освещения, узел сканирования с шаговым двигателем и устройством управления, оптическую систему формирования отображения цвета измеряемой поверхности, узел измерения вектора цвета с тремя рядами фотоприемников со светочувствительными элементами ПЗС (прибор с зарядовой связью), снабженными светофильтрами основных цветов, и один ряд фотоприемников излучения света со светочувствительными элементами без светофильтров, узел накопления и обработки (УНО) информационных сигналов фотоприемников, в состав которого входят аналого-цифровой преобразователь (АЦП) сигналов от фотоприемников, программный модуль - драйвер и контроллер с взаимной связью, блок формирования композитного вектора цвета в 3-х основных цветах и интерфейс.

Цветовой тон характеризуется спектральным составом излучения света, отраженного от цветной поверхности и по нему судят о цветовом восприятии наблюдаемого или изучаемого объекта, например картины. Яркость, как свойство цвета, характеризует количественную величину излучения, попадающего в глаз человека. Объект - картина, освещенная внешним источником освещения, по отношению к наблюдателю является самостоятельным источником цвета и света. Картины, освещенные разными внешними источниками света или написанные, например, светлыми и темными красками, для наблюдателя будут отличаться по их цветовому тону и яркости и иметь субъективный характер восприятия.

Вводимая в соответствии с формулой изобретения коррекция компонент цвета поверхности - оригинала и эталона, обеспечивает приведение компонент цвета разных измеряемых поверхностей к единой относительной сравнительной шкале цвета и получению индивидуального относительного значения компонент цвета измеряемой поверхности в виде числа. Свойство индивидуальности композитного вектора цвета измеряемой поверхности сохраняется и в том случае, когда используются источники освещения с различными спектральными характеристиками излучения света. Кроме того, вводимая коррекция интенсивности света, отраженного от измеряемой поверхности и эталона, обеспечивает приведение яркости разных измеряемых поверхностей к единой относительной сравнительной шкале яркости и получению индивидуального относительного значения яркости измеряемой поверхности тоже в виде числа. Совместное использование отличительных признаков изобретения позволяет получить композитный цветовой образ измеряемой поверхности со свойствами индивидуальности относительного значения цветового тона и относительного значения яркости поверхности-оригинала, значения которых будут входить в цифровой код картины.

Известны способы зрительного сравнения цвета измеряемого объекта и цвета эталонных объектов с помощью цветовых атласов [1]. Такие методы субъективны и имеют низкую точность оценки цвета, так как оценка качественных показателей цвета зависит от физиологических особенностей зрения наблюдателя, а также условий освещения и наблюдения.

Способы и методы получения объективной информации о свойствах цвета и измерения цвета многообразны и постоянно развиваются. Например, известны способы измерения и количественные способы выражения качеств цвета (с компонентами R-красного, G-зеленого и В-синего цвета) в кодах и математических процедурах [2], способы математического описания спектральных характеристик цвета и цветовых координат [3]. Все эти способы и методы позволяют с различной степенью точности и полноты определять качественные и количественные характеристики цвета, однако каждому из них присущи определенные недостатки, ограничивающие их широкое распространение, особенно при идентификации совокупности свойств цвета измеряемой поверхности.

Наиболее близким к изобретению является способ [4], при котором измеряемую поверхность освещают тремя фиксированными и спектрально различимыми видами излучения света и для каждого из этих излучений измеряют трехкомпонентный вектор цвета излучений, рассеянных измеряемой поверхностью светового потока, после чего вычисляют компоненты матрицы цвета из системы линейных уравнений. В способе используют эталонную цветную поверхность и при определении компонент матрицы цвета, по которым судят о цвете измеряемой поверхности, используют измеренный эталонный вектор цвета. Этот способ обеспечивает получение матрицы цвета для трех видов излучений света, рассеянного измеряемой поверхностью света, но получаемые результаты не позволяют выполнить идентификацию совокупности свойств цвета измеряемой поверхности.

Известен измеритель [4], который содержит узел освещения измеряемой поверхности, обеспечивающий создание трех фиксированных и спектрально различных излучений света, узел измерения трех 3-компонентных векторов цвета излучений, рассеянных измеряемой поверхностью, и узел вычисления матрицы цвета. Измеритель цвета не обеспечивает идентификации цвета измеряемой поверхности по совокупности свойств цвета - цветовому тону и яркости.

Известен плоскостной сканер [5], в котором непрозрачный оригинал закрепляется на плоском держателе, который перемещается передачей винт-гайка от шагового электродвигателя с блоком управления. Освещение оригинала производится осветителем, в состав которого входят лампа и отражатель. Свет, отраженный от оригинала, поворотным зеркалом направляется в объектив, который формирует уменьшенное изображение строки оригинала в рабочей плоскости ряда ПЗС. Осветитель, элементы оптической системы и ряды ПЗС в этом устройстве неподвижны. ПЗС преобразует световые сигналы, отраженные от строки изображения, в последовательность пропорциональных им аналоговых электрических сигналов. Аналоговые сигналы от ПЗС в блоке обработки сигналов усиливаются и преобразуются в цифровую форму. Цифровые сигналы направляются в буферную память и далее в блок интерфейса. Через блок интерфейса сигналы передаются в компьютер.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому при использовании изобретения результату является сканер [6], который содержит корпус с прозрачным экраном для установки на нее измеряемой поверхности, узел сканирования с передвижной кареткой с шаговым двигателем и устройством считывания информации, на которой установлены оптическая система освещения измеряемой поверхности и формирования изображения цвета объекта и узел измерения 3-компонентного вектора цвета, рассеянного измеряемой поверхностью, с тремя рядами фотоприемников со светочувствительными элементами и светофильтрами основных цветов - R-красного, G-зеленого и В-синего. Сканер имеет также узел накопления и обработки (УНО) информационных сигналов фотоприемников, который функционально сопряжен с узлом измерения. УНО содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) сигналов от фотоприемников, программный модуль - драйвер и контроллер с взаимной связью с драйвером для управления шаговым двигателем и режимом освещения, блок формирования композитного вектора цвета измеряемой поверхности в трех основных цветах. Через интерфейс цифровая информация пересылается в компьютер.

Используемые в сканерах источники света со временем меняют свою яркость и по мере эксплуатации спектральный состав света источников освещения, как правило, тоже изменяется. Кроме того, спектральные характеристики источников освещения, даже для одного типа источников, имеют отличия друг от друга. При этих условиях очевидно, что значения компонент цвета измеряемой поверхности и интенсивность рассеянного от измеряемой поверхности света изменчивы. Таким образом, сканер-прототип не позволяет получить характеристики цвета поверхности, инвариантные относительно изменений освещения, - изменения спектрального состава спектра источника освещения и изменения интенсивности света источника и, как следствие, не может быть идентификатором совокупности свойств цвета поверхности.

Цель изобретения - идентификация совокупности свойств цвета поверхности инвариантно относительно ее освещения.

Для этого в способе измерения свойств цвета поверхности освещают измеряемую поверхность и эталон заданным по спектральному составу излучением света, измеряют компоненты цвета излучения, отраженного от измеряемой поверхности и эталона, и на их основе вычисляют компоненты композитного вектора цвета измеряемой поверхности h=h(R, G, В), по которым судят о цвете измеряемой поверхности. Кроме того, дополнительно измеряют интенсивности излучения света, отраженного от измеряемой поверхности и от зеркального (или белого) эталона с обеспечением одинаковости формата их освещения, компоненты R¹, G¹, B¹ вектора цвета излучения, отраженного измеряемой поверхностью, корректируют на спектральный состав излучения и интенсивность излучения источника света, а компоненты композитного вектора цвета h=h(R, G, В) измеряемой поверхности и коэффициенты коррекции определяют из систем уравнений:

где k⁰ _R, k⁰ _G, k⁰ _B - коэффициенты коррекции спектрального состава излучения света, которые определяют из компонент цвета эталона R⁰, G⁰, В⁰ с усреднением последних:

- коэффициент коррекции интенсивности излучения света, определяемый по отношению интенсивностей излучения света N₁ - отраженного от измеряемой поверхности и N ₀ - зеркально отраженного от эталона.

Для достижения указанной цели измеритель цвета поверхности содержит корпус, приемное устройство для измеряемой поверхности, узел сканирования с шаговым двигателем и устройством управления, оптическую систему формирования отображения цвета измеряемой поверхности с заданным форматом ее освещения, узел измерения вектора цвета с фотоприемниками излучения, рассеянного измеряемой поверхностью, и функционально сопряженный с ним узел накопления и обработки информационных сигналов фотоприемников, причем оптическая система содержит источник света, световые экраны, зеркала или призмы и оптический объектив, узел измерения вектора цвета излучения, отраженный измеряемой поверхностью h¹=h¹(R¹, G ¹, B¹), и эталона h⁰=h⁰ (R⁰, G⁰, B⁰), имеет ряды фотоприемников со светочувствительными элементами, снабженными светофильтрами основных цветов, а узел накопления и обработки содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) сигналов от фотоприемников, программный модуль - драйвер и контроллер с взаимной связью, блок формирования композитного вектора цвета в 3-х основных цветах и интерфейс.

Кроме того, дополнительно в приемном устройстве устанавливают зеркальный (или белый) эталон - отражатель излучения света источника с форматом освещения оптической системой, таким же, как для измеряемой поверхности, узел измерения вектора цвета содержит дополнительный ряд фотоприемников излучения света со светочувствительными элементами без светофильтров для измерения интенсивности излучения, отраженного от измеряемой поверхности N¹ и эталона N⁰ , средства формирования сигналов от дополнительного ряда фотоприемников и пересылки этих сигналов в АЦП, в узле накопления и обработки (УНО) АЦП содержит средства приема сигналов от дополнительно установленного ряда фотоприемников излучения света, а также средства формирования цифровой информации в виде 4-компонентного вектора и ее пересылки в программный модуль-драйвер, причем последний содержит блок считывания цифровой информации из АЦП и направления ее по сигналу контроллера при сканировании эталона в блок 4-компонентного вектора эталона v⁰=v⁰(R⁰, G ⁰, B⁰, N⁰), а при сканировании измеряемой поверхности в блок 4-компонентного вектора измеряемой поверхности v¹=v¹(R¹, G¹, B ¹, N¹) и также содержит блок коррекции 3-компонентного вектора цвета измеряемой поверхности h¹=h¹ (R¹, G¹, В¹), вход которого соединен с выходами обоих блоков 4-компонентных векторов эталона и измеряемой поверхности, а его выход соединен с входом блока формирования композитного вектора цвета h=h (R, G, В) в 3-х основных цветах.

На фиг.1 показан общий вид измерителя и пути переноса света, а на фиг.2 дана структура узла измерения цвета и света и узла накопления и обработки (УНО) информационных сигналов от фотоприемников.

Способ измерения цвета поверхности реализуется с помощью измерителя цвета поверхности, который содержит:

1 - корпус,

2 - приемное устройство - крышка корпуса с прозрачным экраном для измеряемой поверхности (6) и эталона (5) в виде зеркальной (или белой) полосы,

3 - узел сканирования,

4 - шаговый двигатель,

7 - источник освещения,

8 - световые экраны,

9, 10 - зеркала,

11 - оптический объектив,

12 - узел измерения 4-компонентного вектора цвета и излучения света (четыре ряда фотоприемников ПЗС, из них три ряда - фотоприемники цвета со светофильтрами основных цветов, четвертый ряд - фотоприемник излучения света без светофильтров),

13, 14, 15 - светофильтры основных цветов,

16, 17, 18 - светочувствительные элементы фотоприемников цвета,

19 - светочувствительные элементы фотоприемников излучения света,

20 - узел накопления и обработки (УНО) информационных сигналов от фотоприемников,

21 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП),

22 - программный драйвер (блоки 23, 25, 26, 27),

23 - блок считывания цифровой информации,

24 - контроллер,

25 - блок 4-компонентного вектора эталона v⁰=v ⁰(R⁰, G⁰, B⁰, N⁰ ),

26 - блок 4-компонентного вектора измеряемой поверхности v¹=v¹(R¹, G¹, B ¹, N¹),

27 - блок коррекции 3-компонентного вектора цвета измеряемой поверхности h¹=h¹ (R¹, G¹, B¹),

28 - блок формирования композитного вектора цвета в 3-х основных цветах h=h(R, G, B),

29 - интерфейс.

Штрих-линии показывают путь переноса света от источника освещения 7 до узла измерения 12.

Поясним процедуру отображения цвета поверхности и формирования цифрового образа цвета измеряемой поверхности.

В сканере источник освещения, оптическая система освещения измеряемой поверхности и узел измерения находятся на передвижной каретке. При каждом шаге каретки освещается полоса измеряемой поверхности или эталона, т.е. обеспечивается последовательное сканирование элементов поверхностей. Применение зеркального эталона позволяет получать не искажаемое эталоном излучение источника освещения. Размещение эталона так же, как размещается измеряемая поверхность, обеспечивает одинаковость формата их освещения. Свет от источника освещения, отразившись от элемента измеряемой поверхности в виде полосы, через систему зеркал проецируется объективом на фотоприемники цвета - на четыре параллельных ряда из равного числа светочувствительных элементов - ПЗС (прибор с зарядовой связью). Фотоприемники трех рядов ПЗС имеют светочувствительные элементы с цветными фильтрами R-красного, G-зеленого и В-синего цвета соответственно. Таким образом, свет, попадая на фотоприемники и проходя через цветные фильтры, разделяется на три составляющих и этим реализуется цветоделение и формируется 3-компонентный вектор цвета поверхности h¹=h¹ (R¹, G¹, B¹). Под воздействием излучения света на выходе фотоприемников цвета и излучения света формируется электрический сигнал, который в аналоговом виде характеризует степень воздействия излучения света на светочувствительные элементы фотоприемников. Фотоприемники четвертого ряда ПЗС имеют светочувствительные элементы без светофильтров и по электрическому сигналу от ПЗС судят об интенсивности излучения света, отраженного от измеряемой поверхности N¹ и эталона N⁰. Фотоприемники с цветными фильтрами R-красного, G-зеленого и В-синего цвета распознают каждый из 256 значений интенсивности излучения. Аналоговый сигнал от каждого фотоприемника через систему считывания цвета поверхности поступает на АЦП и преобразовывается в нем в двоичный вид, а затем через интерфейс поступает в компьютер.

Измеритель цвета имеет два режима сканирования:

- режим измерения компонент цвета и излучения света, отраженного от эталона, и

- режим измерения компонент цвета и излучения света, отраженного от измеряемой поверхности.

Начальный пуск сканирования задается командной в программном модуле - драйвере, но возможно и ручное управление, например с клавиатуры. Команда подается в контроллер, который включает шаговый двигатель с кодовым механизмом шагов для считывания строк - полосок поверхности объекта. В контролере регистрируется номер считываемой строки. Таким образом, на каждом шаге каретки сканер фиксирует одну горизонтальную полоску измеряемой поверхности и ее изображение падает одновременно на 4 параллельных ряда фотоприемников ПЗС - из них 3 ряда ПЗС имеют цветовые фильтры основных цветов, а один ряд фотоприемников не имеет светофильтров. В АЦП аналоговый сигнал от всех фотоприемников преобразуется в цифровой вид.

Режимы сканирования в измерителе задаются в блоке считывания 23 исходя из указанного контроллером 24 номера считываемой строки. Если, например, в первой строке установлен эталон, то при первом номере строки значения 4-компонент вектора цвета и излучения света v⁰(R⁰, G⁰ , B⁰, N⁰) пересылаются в блок 4-компонентного вектора эталона 25, а при иных номерах строк - в блок 26 4-компонентного вектора измеряемой поверхности v¹(R¹, G ¹, B¹, N¹). Через каналы связи значения компонент обоих 4-компонентных векторов пересылаются в блок коррекции 27 и в последнем выполняется коррекция 3-компонентного вектора цвета измеряемой поверхности и формирование 3-компонентного композитного вектора цвета h(R, G, В).

Коррекция 3-компонентного вектора цвета по существу есть процедура, в которой получают такие значения компонент цвета измеряемой поверхности, которые не зависят от изменения спектрального состава излучения источника освещения и его интенсивности. Коррекция 3-компонентного вектора цвета измеряемой поверхности состоит в том, что все компоненты измеренного вектора цвета R¹, G¹, В¹ измеряемой поверхности умножаются на коэффициенты коррекции спектрального состава излучения света, соответствующие данному цвету k ⁰ _R, k⁰ _G, k⁰ _В и получаемые на основе измеренных компонент цвета эталона, и на коэффициент коррекции интенсивности излучения света k⁰ _и=N₁/N₀, который является одинаковым для всех компонент цвета. Коэффициенты коррекции спектрального состава излучения для компонент цвета измеряемой поверхности определяются через измеренные компоненты цвета эталона и имеют вид в соответствии с уравнениями (2). Одинаковый фактор (R⁰+G⁰+В⁰)/3 во всех трех уравнениях системы уравнений (2) формирует средний уровень сигналов компонент цвета или, иначе говоря, этот фактор формирует показатель среднего спектра источника освещения во всем диапазоне видимого света. Деление этого фактора в каждом уравнении на соответствующую величину компоненты R⁰, G⁰, B⁰ соответственно обеспечивает коррекцию спектра источника, поскольку при умножении компонент R¹, G¹, В¹ в уравнениях системы уравнений (1) на соответствующие коэффициенты коррекции цвета k⁰ _R, k⁰ _G, k⁰ _B получаются отношения величин R ¹/R⁰, G¹/G⁰, B¹ /В⁰, которые обеспечивают коррекцию спектра источника, т.е. независимость значений измеряемых компонент цвета от спектра источника освещения. Коррекция интенсивности источника освещения обеспечивается измерениями интенсивности отраженного света от измеряемой поверхности N¹ и эталона N⁰ с использованием фотоприемников без фильтров. Коэффициент коррекции интенсивности света k⁰ _И обеспечивает независимость значений измеряемых компонент цвета от интенсивности излучения света источника.

Коэффициенты коррекции компонент цвета k⁰ _R, k⁰ _G, k ⁰ _B - это коэффициенты коррекции измеряемого цветового тона поверхности. Полученные с их помощью компоненты композитного вектора цвета R, G, В будут иметь численный вид, определяемый градацией для каждого цвета - от 1 до 256, и будут отличаться от измеренных компонент R¹, G¹ , В¹ измеряемой поверхности. Числовые значения компонент цвета R-красного, G-зеленого, В-синего будут индивидуальными для каждого элемента измеряемой поверхности, причем получаемыми в условиях освещения "белым" светом.

Коэффициент коррекции интенсивности излучения света k⁰ _и источника - это коэффициент отражения излучения света измеряемой поверхностью. Если отношение N¹/N⁰ перевести в числовое значение, например, в виде процента (%), то это число будет индивидуальной характеристикой отражательной способности измеряемой поверхности или ее яркостью, выражаемой в виде числа в относительной шкале процентов.

Таким образом, композитный вектор цвета измеряемой поверхности, например картины, формирует индивидуальный цветовой образ объекта через индивидуальные характеристики цветного объекта - цветовой тон и яркость, причем обе характеристики выражаются в числовом виде и формируют цифровой код измеряемой цветной поверхности.

Конструктивная особенность сканера (за счет поочередного освещения весьма узких полосок - строк измеряемой поверхности и за счет передачи излучения света, отраженного от этих полос, на 4-е ряда параллельно расположенных ПЗС) позволяет представить всю измеряемую поверхность (и эталона) совокупностью множества маленьких элементов и измерить компоненты цвета и интенсивности излучения света для каждого элемента измеряемой поверхности (и эталона).

Для пояснения коррекции 3-компонентного вектора цвета поверхности в условиях сканирования введем обозначения, полагая, что при сканировании эталон располагается в первой строке:

i и j - номера соответственно строки и ячейки в строке, причем i=1 для эталона и i>1 для измеряемой поверхности;

R _ij ¹, G_ij ¹, B_ij ¹ - компоненты цвета элемента измеряемой поверхности с координатами (i, j) соответственно красного, зеленого и синего цвета;

R_lj ⁰, G_lj ⁰, В_lj ⁰ - компоненты цвета элемента эталона с координатами (l, j) соответственно красного, зеленого и синего цвета;

h_ij(R_ij ¹ , G_ij ¹, В_ij ¹) - 3-компонентный вектор цвета (i, j) - элемента измеряемой поверхности;

h_ij(R_lj ⁰, G_lj ⁰, B_lj ⁰) - 3-компонентный вектор цвета (l, j) - элемента эталона;

h_ij(R _ij, G_ij, B_ij) - композитный 3-компонентный вектор цвета, который является идентификатором совокупности свойств цвета (i, j) - элемента поверхности и который формируется на основе измеренного 3-компонентного вектора цвета (i, j) - элемента поверхности h_ij(R_ij ¹, G _ij ¹, В_ij ¹).

При перенесении общих принципов коррекции на условия двумерной поверхности для каждого (i, j) - элемента измеряемой поверхности для компонент композитного вектора цвета получим следующую систему уравнений:

где

т.е. в итоге компоненты композитного вектора цвета для каждого (i, j) - элемента поверхности будут иметь вид:

Композитный вектор цвета измеряемой поверхности существует в виде цифровой (i, 3j) - матрицы, где i равно количеству строк сканирования поверхности, а количество столбцов 3j, т.е. равно утроенному числу ячеек в строке. Таким образом, для значений 3-х компонент композитного вектора цвета R-красного, G-зеленого, В-синего цвета для каждого (i, j) - элемента поверхности отводится три последовательных числа в строке матрицы (т.е. значения в трех столбцах матрицы).

Физическая сущность изобретения состоит в том, что измеренный вектор цвета подвергается коррекции для устранения зависимости формируемого композитного вектора цвета от следующих факторов:

- изменений спектрального состава излучения света источника освещения при использовании осветительных ламп с разными спектральными характеристиками или их изменения при старении;

- изменений интенсивности излучения света источника освещения.

Только в этом случае достигается цель изобретения и только в этом случае композитный вектор цвета является идентификатором совокупности свойств цвета поверхности - цветового тона и яркости измеряемой поверхности. Композитный вектор цвета - это цифровой образ цвета поверхности, точнее цифровой образ всех элементов поверхности, получаемый в условиях одинаковости условий освещения "белым светом", причем заданной интенсивности излучения.

Формально композитный вектор цвета измеряемой поверхности h=h(R, G, В) нельзя увидеть, поскольку значения его компонент цвета хранятся только в цифровом виде. Однако он может быть просмотрен либо на мониторе компьютера или распечатан на принтере, но к такому видимому образу нельзя применить суждения об его индивидуальности, поскольку тракт переноса цифровой информации при просмотре и печати не защищен от искажений, которое вносит само просмотровое или печатающее устройство.

Цветовые образы двух или более цветных объектов следует сравнивать между собой только через сравнение цифровых матриц компонент композитных векторов цвета. Например, если на сканере - измерителе цвета поверхности (с использованием композитного вектора цвета) получены цифровые копии картины-оригинала и ее типографской репродукции, то определение похожести репродукции с оригиналом должно быть сделано только через математическое сравнение цифровых матриц этих копий, для чего могут быть использованы различные математические методы - метод выявления образов, эвклидовые расстояния, кластерный метод, корреляционный метод и т.д. Определяемое сходство, или различие между матрицами, будет выражаться в численном виде. Установление идентичности (или неидентичности) или степени похожести цифровых матриц обеспечивается через правила математической достоверности сравнения с устанавливаемыми границами достоверности.

Идентифицируемый образ цвета поверхности согласно изобретению отображается и формируется в виде композитного 3-компонентного вектора цвета, что может быть применено во многих сферах цифровой технологии, основанной на 3-компонентном отображении цвета.

Литература

1. Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1983, с.300-302.

2. Способ измерения и/или количественного выражения качества цвета в кодах и/или цифровых сигналах и система измерения и/или количественного выражения качества цвета окрашенных объектов. Патент РФ №2075772 от 23.05.1997, кл. G 03 В 33/06.

3. Заявка Японии 62-61132, кл. G 01 B 27/73, 1987.

4. Способ измерения цвета поверхности и измеритель цвета поверхности. Патент РФ №2018793 от 30.08.1994, кл. С 01 J 3/46.

5. Ю.Н.Самарин, М.А.Синяк. "Цифровые технологии в полиграфии". Журнал "Полиграфист и издатель", №12, 2002.

6. Алексей Виданов. "Сканер - это не роскошь, а устройство ввода!". Журнал "Компьютер-Пресс", декабрь 1997 г., "Сканер-Центр".