способ подбора цвета посредством анализа электронного изображения

Формула изобретения

Способ подбора цвета посредством анализа электронного изображения, включающий анализ текстуры поверхности исследуемого объекта, выделение мест для отбора проб, преобразования цвета отобранных проб в количественные характеристики в системе CIE Lab, подбор цвета объекта на основании карты цветов с контролем разнооттеночности, отличающийся тем, что формирование электронного изображения проб классической полихромной, образованной уточными шерстяными нитями, зернисто-рубчатой поверхности шпалеры осуществляют из каймы в количестве 3-5, бордюра в количестве 7-9, фона в количестве 5-7, каждого изображения в центральной части в количестве 5-7, с дальнейшим выделением в каждой пробе областей цветов, полученных уточными нитями одного или двух цветов, с последующим преобразованием их в количественные характеристики в системе CIE Lab, которые используют для создания карты цветов шпалеры с дальнейшим расчетом рецептур красильных ванн известным способом, окрашиванием шерстяных нитей утка и сравнением характеристик цвета окрашенной пряжи и цвета пробы объекта, после чего воспроизводят фрагменты шпалеры методом ручного шпалерного ткачества и, сравнивая фрагменты шпалеры с исследуемым объектом, судят о качестве подбора цвета.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области контроля и измерения цвета полихромных художественных объектов, сопоставления цветов фрагмента и объекта исследования, конкретно к способу измерения и количественного выражения цвета классической шпалеры ручной выработки или иных аналогичных материалов для реставрации и воспроизведения, где необходимо анализировать или синтезировать цвет полихромных текстильных объектов.

Известен способ визуального исследования колористики шпалеры (Бирюкова Н.Ю. Западноевропейская шпалера в Эрмитаже 15-начала 16 вв. М.- Прага, 1974 (с.7-12);

Бирюкова Н.Ю. Французская шпалера конца 15-20 вв. в собрании Эрмитажа. Л., 1974 (с.5-9); Шуринова Р. Коптские ткани, М., 1969 (с.10-15); Гордеева О., Ефимова Л., Кузнецова М. Русские узорные ткани 18-20 вв. М., 2004 (с.40); Никитин М.К. Мельникова Е.П. Химия в реставрации, СПб, 2002 (с.215-234). Исследуя колористику, авторы, как правило, констатируют «скромную палитру основных цветов: желтый, синий, два оттенка красного, «телесный» и серый» или указывают названия красителей природного происхождения, позволяющих получить красный, синий, зеленый цвета. К источникам, характеризующим способ визуального исследования колористики шпалеры, можно отнести альбомы (Tapestry in the Renaissance, NEW YORK,"Metropoliten Museum of Art", 2002), где в сопроводительном тексте к репродукции указывается например, что цветовая гамма шпалеры «выдержана в цветах Баварской геральдики «сине-бело-серебристой».

Сущность визуального метода состоит в субъективной констатации цвета исследователем, причем один и тот же цвет может быть охарактеризован различными терминами: темно-синий или сине зеленый, красный или багряный. Способ субъективной оценки цвета не учитывает метамеризма наблюдения и освещения, не позволяет сохранить объективную информацию о колорите шпалеры, изменившуюся во времени в результате окислительной деструкции красителей, использованных для крашения шерстяной пряжи, разрушения поверхности и рубчато-зернистой структуры шпалеры в результате механических и физико-химических воздействий, не обеспечивает возможность воспроизведения цветов уточных нитей, определяющих колорит шпалеры с учетом особенностей техники ткачества.

Известен способ измерения цвета материалов (в частности кожи - патент РФ №2059211 С1, кл. G01Y 3/46), который дает объективную количественную характеристику цвета гладкой поверхности кожи, но не является корректным для определения колористики полихромного художественного объекта - шпалеры, имеющей рубчатую фактуру, расположение нитей утка не параллельно поверхности ткани, а под некоторым углом и сцепление двух утков на границе двух плоскостей.

Известен способ контроля и измерения цвета при моделировании процессов выцветания окраски текстиля, окрашенного индивидуальными красителями природного происхождения: синяя - индиго (Indigo), красная - кармин, добываемый из кошенили (Cochinial), оранжевая - корень марены (Morinda) и др. (N.H.Tennent, The Deterioration and Conservation jf Dyed Historic Textiles. REV. PROG. COLORATION VOL. 16 1986 (с.39)), в котором используется объективная оценка цвета в системе CIE Lab, но исследуется не исторический текстиль, а его модель, не изменение колористики исторического текстиля под воздействием света, а изменение цвета образцов хлопка и шерсти, окрашенных указанными красителями в искусственно смоделированных условиях светостарения, а также рассматриваются проблемы сохранения (консервации) художественного текстиля при его экспонировании. Достоинством способа является объективная оценка цвета в системе CIE Lab и моделирование изменения колористики художественного текстиля под воздействием светопогоды.

Способ контроля изменения цвета не ставит задачу объективной оценки колористики полихромного художественного объекта.

Известен способ подбора цвета посредством устройства формирования электронного отображения (патент РФ №2251084 С2 7 G01J 3/46, G01J 3/52) монохромного объекта и определения формулы цвета для подбора выбранного цвета текстурного материала и сопоставления выбранного цвета, измеренного устройством электронного отображения, со стандартной картой цветов, выбранный в качестве прототипа.

Способ определения формулы цвета для подбора выбранного цвета включает определение цветометрических данных калибровочных цветов, калибровку устройства формирования электронного отображения посредством измерения цветовых сигналов, по меньшей мере, двух калибровочных цветов, причем цветометрические данные каждого из калибровочных цветов известны. Сигналы измеренного выбранного цвета преобразуют в цветометрические данные, и используя банк данных стандартных цветов объекта исследований (автомобиля), определяют формулу цвета, цветометрические данные которой наиболее близко соответствуют цветометрическим данным выбранного цвета. Способ определения формулы текстуры и (или) цвета для подбора выбранного цвета и (или) текстуры выбранного материала включает изображение текстуры посредством устройства формирования электронного отображения и используют программное обеспечение обработки изображения для вычисления параметров текстуры. Измеренные данные цвета и параметры текстуры используют для определения в банке данных формулы текстуры и(или) цвета, цветометрические данные которых наиболее близко соответствуют необходимым цветометрическим данным. Способ может найти применение в индустрии ремонта поверхности автомобилей монохромного цвета и позволяет получить дополнительную информацию, относящуюся к типу автомобиля и году его изготовления. Результирующий контроль подбора цвета осуществляется сопоставительным анализом электронных изображений.

Общим для предлагаемого изобретения и прототипа является объективное количественное измерение цвета в системе CIE Lab и учет влияния текстуры. Способ прототипа предназначен для подбора монохроматического цвета поверхности автомобиля. Последовательность операций данного технического решения не позволяет решить задачу определения полихромного колорита шпалеры ручной выработки и воспроизведения цвета пряжи для реставрации в силу особенностей технологии изготовления и сложной рубчатой поверхности шпалеры, состоящей из зерен, каждое из которых состоит из двух шерстяных разноокрашенных нитей утка.

Техническим результатом заявленного способа является устранение указанных недостатков, а именно повышение объективности оценки колорита полихромного объекта с сохранением точности измерений цвета, например шпалеры ручной выработки с размерами до 40 кв.м, с дополнительным контролем воспроизводимости цвета.

Поставленная задача достигается тем, что в способе подбора цвета при формировании электронного изображения выбирают области для измерения цвета, объективные характеристики которого используют для воспроизведением цвета объекта, а области для измерения цвета шпалеры формируют в виде проб из каймы в количестве 3-5, из бордюра в количестве 7-9, из фона в количестве 5-7, из каждого изображения центральной части в количестве 5-7 с дальнейшим выделением основных цветов в каждой пробе областей, полученных уточными нитями одного цвета с последующим преобразованием цвета в количественные характеристики, которые используют для создания карты цветов полихромного объекта с дальнейшим расчетом рецептур красильных ванн известным способом, окрашиванием шерстяных нитей утка и сравнением характеристик цвета окрашенной пряжи и цвета пробы, после чего воспроизводят фрагменты шпалеры методом ручного шпалерного ткачества и, сравнивая фрагменты шпалеры исследуемой области, судят о качестве подбора цвета.

Существенность отличий достигается тем, что способ одновременно дает количественную однозначную оценку основных цветов шпалеры и сохраняет объективную информацию о колорите исторической шпалеры с целью ее воспроизведения, обеспечивает возможность воспроизведения колорита шпалеры без механического отбора проб пряжи различных цветов, позволяет определить цвет поверхности сложной текстуры шпалеры большой площади до 40 кв.м для создания карты цветов без демонтажа и учитывает явление метамеризма.

ПРИМЕР

Объектом подбора цвета посредством анализа электронного изображения является классическая шпалера 16-18 вв. ручной выработки (мильфлеры, вердюры, шпалеры на библейские и исторические темы, шпалеры с жанровыми сценами), то есть односторонний безворсовый полихромный ковер значительных размеров (до 40 кв.м), созданный ткацким приемом перекрестного переплетения льняных или хлопковых крученых нитей основы и шерстяных окрашенных нитей утка, в результате которого поверхность полностью заполняется нитями утка. В период с конца 15 и до середины 18 веков художники - ткачи в своем арсенале имели не более двух-трех десятков цветов, полученных из красителей природного происхождения. Сложность воспроизведения колорита классической шпалеры и ее реставрации связана с особенностями техники ткачества, так как зерно классической шпалеры состоит из двух нитей утка разного цвета, который воспринимается глазом как один цвет, окислительной деструкции красителей, использованных для окраски шерстяной пряжи в период ее создания и невозможности точного воспроизведения утраченных участков по словесному описанию. Для определения карты цветов классической шпалеры «Подвиги Геркулеса», Антверпен, 1665 г., (230×250), через анализ электронного изображения с целью воспроизведения цветов пряжи формируют электронное изображение полихромного художественного объекта, который представляет собой по визуальному восприятию цвета многокрасочную поверхность, однако использование одних и тех же красителей природного происхождения и одного и того же материала для нитей утка (шерсть), а также одних и тех же приемов ткачества, позволяет систематизировать отбор проб и, так как шпалера состоит из каймы, фона, бордюра и изображения, не получали электронное изображение объекта в целом, а были получены электронные изображения проб 7-9 на бордюре, 5-7 на фоне, 5-7 на каждом изображенном объекте, выбирая их таким образом, чтобы выделить максимальное число зерен шпалеры, вытканных нитями утка. Затем максимально в 4-10 раз увеличивают электронное изображение до зерна с целью определения цвета каждой нити через моделирование суммарного цвета (аддитивного), то есть получают электронное изображение цвета с учетом особенностей техники ткачества. Затем определяют объективные характеристики основных цветов с помощью спектрофотометра, формируют на их основе карты цветов полихромного художественного объекта и записывают посредством системы измерения цвета CIE Lab аддитивные и основные цвета шпалеры. Затем осуществляют расчет рецептур красильных ванн для периодического способа крашения шерстяной пряжи по известной методике, измеряют (Таблицы 1-4) цвета окрашенной пряжи (3) с помощью спектрофотометра и рассчитывают величину разнооттеночности Е**, между основным цветом и цветом шпалеры (1) и окрашенной пряжи (3). Заключительным этапом является воспроизведение методом ручного шпалерного ткачества фрагментов шпалеры, из которых выделялись пробы, измерение их цветов и расчет величины разнооттеночности Е*, характеризующей степень совпадения аддитивных цветов в карте шпалеры (1) и фрагмента (4).

Остальные цвета шпалеры рассчитаны аналогичным способом. Величина разнооттеночности Е* менее 2 единиц в системе CIE Lab гарантирует качество подбора цвета шерстяной пряжи и воспроизведение колорита шпалеры.

В таблицах 1-4 представлены результаты по подбору цвета с учетом карты цветов, расчета цветов в системе CIE Lab шпалеры (подвиги Геркулеса).

Табл.1. Характеристика цвета каймы.
Цвет	Номер пробы	Характеристика цвета в CIE Lab при Д 65
		1			2			3			Разнооттеночность	4			Разнооттеночность
		Цвета карты шпалеры* (аддитивные)			Основные цвета**			Цвета окрашенной пряжи**				Цвет фрагмента*
Бежевый	I	L	а	b	L	а	b	L	а	b	E**	L	а	b	Е*
		41,39	6,28	16,86	41,39	6,28	16,86	42,03	6,92	17,40	0,65	42,05	6,34	16,13	0,65

Табл.2. Характеристики цветов бордюра.
Цвет	Номер пробы	Характеристика цвета в CIE Lab при Д 65
		1			2			3			Разнооттеночность	4			Разнооттеночность
		Цвета карты шпалеры* (аддитивные)			Основные цвета**			Цвета окрашенной пряжи**				Цвет фрагмента*
Синий	II	L	а	b	L	а	b	L	а	b	Е**	L	а	b	Е*
		31,67	-0,28	-5,05	31,67	-0,28	-5,05	31,30	-0,05	-5,80	0,92	31,52	-0,25	-5,23	0,86
Бежевый	III	49,84	8,21	23,27	36,51	6,87	11,97	36,27	6,53	11,98	0,89	49,71	8,01	23,15	0,92
					71,06	11,06	26,47	70,98	11,13	25,99

Табл.3. Характеристика цвета фона.
Цвет	Номер пробы	Характеристика цвета в CIE Lab при Д 65
		1			2			3			Разнооттеночность	4			Разнооттеночность
		Цвета карты шпалеры* (аддитивные)			Основные цвета**			Цвета окрашенной пряжи**				Цвет фрагмента*
Синий	IV	L	а	b	L	а	b	L	а	b	Е**	L	а	b	Е*
		31,67	-0,28	-5,05	31,67	-0,28	-5,05	31,30	-0,05	-5,80	0,92	31,52	-0,25	-5,23	0,86

Табл.4. Характеристики цветов фигуры.
Цвет	Номер пробы	Характеристика цвета в CIE Lab при Д 65
		1			2			3			Разнооттеночность	4			Разнооттеночность
		Цвета карты шпалеры* (аддитивные)			Основные цвета**			Цвета окрашенной пряжи**				Цвет фрагмента*
Бежевый	V	L	а	b	L	а	b	L	а	b	Е**	L	а	b	Е*
		49,84	8,21	23,27	36,51	6,87	11,97	36,27	6,53	11,98	0,89	49,71	8,01	23,15	0,92
					71,06	11,06	26,47	70,98	11,12	25,99

Остальные цвета шпалеры рассчитаны аналогичным способом.

Достоинством способа подбора цвета посредством анализа электронного изображения является то, что сложная зернисто-рубчатая текстура поверхности объекта не является препятствием определения колорита классической шпалеры, более того, позволяет определить цвета.

Таким образом, в сравнении с прототипом, способ подбора цвета посредством анализа электронного изображения позволяет дать количественную характеристику основных цветов классической шпалеры 16-18 вв. всех видов (мильфлеры, вердюры, шпалеры с историческими библейскими и жанровыми сюжетами), сохранить информацию о колорите шпалеры в настоящее время, и, если есть возможность исследования изнаночной стороны шпалеры, спрогнозировать колорит шпалеры в период ее создания без механического отбора проб с полихромной поверхности объекта с целью воспроизведения.