基于Stearns-Noechel模型的混色毛条颜色预测.pdf
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1、第2 9 卷第1 1 期纺织学报V0129N o 1 l 2 0 0 8 年1 1 月 J o u r n a lo fT e x t i l eR e s e a r c h N o v 2 0 0 8 文章编号:0 5 3 9 7 2 1f 2 0 0 8 ) 1 1 - 0 0 6 1 - 0 6 基于S t e a r n s N o e c h e l 模型的混色毛条颜色预测 沈加加1 2 ,张志强3 ,陈燕兵2 ,罗晓菊2 ,陈维国2 ( 1 嘉兴学院生物与化工学院,浙江嘉兴3 1 4 1 1 1 1 1 ;2 浙江理工大学,浙江杭州3 1 0 0 1 8 ; 3 浙江厚源纺织股份
2、有限公司。浙江桐乡3 1 4 5 1 1 1 ) 擒要由于有色纤维混纺后难以准确预测目标色的颜色构成,其颜色预测一直是生产中有待解决的难题,为此, 在S t e a 脚8 - N o e c h e l 模型基础上探讨有色毛条混色的颜色匹配公式。通过统计分析改进公式中的肼常数,提出新的 预测公式,并与原公式进行对比。结果表明:改进后的公式在线性关系和匹配精度上都有了不同程度的提高,尤其 是针对波长修正的膨值所建立的新模型,在匹配9 0 个样品时,色差小于3 0 的个数占9 1 1 I ,平均色差降低为 1 6 7 9C I E I A B 单位,表明该模型适用于混色毛条的颜色预测。 关键词混色
3、毛条;s t e 日m 争N o e c h e l 模型;颜色匹配;肼常数 中围分类号:T S1 9 3 1 3文献标识码:A Ma t | c hp r e d i c t i o nf o rb l e n d e d - c o l o rw o o lt O p s b a s e dO nS t e a r n s N o e c h e lm o d e l S H E NJ i a j i a I ”,Z t t A N G 压i q i 觚矿,C I t E NY 蛐b i n 孑,L U OX i a o j u 2 ,C H E NW e i g u 0 2 ( 1 C
4、o l l e g e0 1 B i o l o f f y 蒯C h 删e d 懒,汛孵啪嘶,肠垤,z h 4 i , 啷3 1 4 0 0 1 ,o 2 毋咖酗一 蜘蚵。舶愕咖“,孙撕3 1 0 0 1 8 ,C h n a ; 3 历咖n g o 岬舭C o ,删,蜥洳喈,秭咖增3 1 4 5 1 1 1 ,) A l 咖e tI t i sd i f f i c u l t yt op l e e i s e l yp r e d i c tt h em a t c h i n go fc o l o r sf o rb l e n d e d c o l o rw o o lt o
5、l 强,w h i c hs t i l l r e m a i map r o b l e mt ob es o l v e di np r o d u c t i o n I nt h i sp a p e r ,b a 8 e do nS t e a r n s N o e e h e lm o d e l ,C O O l rm a t c h i n g f o r m u l a t i o nf o rb l e n d e d c o l o r 蒯t o p sw a ss t u d i e d T h r o u g hs t a t i s t i c a l l ya
6、 n a l y z i n gt h ec 鲫s t a I I tMd e f i n e db y S t e a r n sa n dN o e e h e l ,i tm o d i f i e sa n de x p a n d st h eo l df o n 舭u l aa n dp l 砷凹瞎e san e w e M t e rc c 衄p 耐n g 诮t l I t h eo l df o r m u l a ,t h er e s u l ts h o w st l I 砒t h en e wm o d e l 8n o to I d yi m p r o v et h
7、 em a t c h i n ga c c u r a c y ,b u ta l s oh a v ea g o o dl i n e a rc o r r e l a t i o n E s p e c i a l l y ,w h e nt h el l e Wm o d e lw h i c hi ss e tu pb yt h ec o n s t a n t 彪a c c o r d i n gt ot h e w a v e l e n g t hi su s e dt op r e d i c t9 0 删t o pb l e n d e ds a m p l e s t h
8、 en u m b e ro ft h ee o | o l “ d i f f e r e n c eu n d e r3 0 C 1 E I A Bu n i t st a k e s9 1 1l A n dt h ea v e r a g e dC O l O rd i f f e r e n c ed e c r e a s e st o1 6 7 9C I E I A Bu n i 协I h i 8m e 棚 t h a ti ti ss u i t a b l ef o rc o l o rp r e d i c t i o nf o rb l e n d e d C O l O
9、rw 0 0 lt o p s K e yw o r d s b l e n d e d c o l o r e dw lt o p ;S t e a r n s N o e e h e lm o d e l ;c o l o r 啪t c l l i n g ;c o n s t a n tM 将条染后的单色毛条按一定质量比混合生产各 色毛纺产品是目前毛纺企业普遍采用的一种生产方 式。采用这种生产方式即可以生产颜色均一的素色 产品,也可以生产非均一的特效夹花产品,并且生产 过程中,梳下来的散毛可再次并人原毛条继续梳理, 是一种对环境友好的生产方式。对于混纺混色产 品( 不同纤维不同颜色混合)
10、 来说,由于各纤维组分 分别染色,可以避免染色过程的竞染、沾色等一系列 问题,而配色作为染整加工中的首要问题,在有色纤 维的混色产品加工过程中显得更为重要,但目前工 厂主要依靠经验和反复试纺来配色,所以生产周期 长,生产效率低,难以适应“小批量、多品种、快交货” 收稿日期:2 晰一1 1 2 3 修回日期:2 0 0 8 0 5 2 9 基金项目:长江学者和创新团队发展计划资助项目( I R T 0 6 5 4 ) ;浙江省科技计划资助项目( 2 0 0 6 c 1 1 0 3 7 ) 作者简介:沈加加( 1 9 8 1 一) ,男,助教,硕士。研究方向为染整新技术及计算机测配色技术。陈雏国,
11、通讯作者。 B m a i l :w g e h e 晒2 1 2 6 咖o 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 6 2 纺织学报 第2 9 卷 的市场需求。 虽然K u b e l k a M u n k 单常数理论已广泛应用于 织物染色配方的预测,但并不适用于混色纤维混合 单色和混色比例的预测乜 。对于有色纤维混色产品 的颜色匹配预测,国外已有不少报道b 。 ,但由于有 色纤维混色的复杂性,到目前为止,仍未有十分理想 的模型。在众多的研究中,相对具
12、有应用价值的有 S t e a m s N o e c h e l 模型D 1 和F r i e l e 模型H 】。国内对混色 纤维配色问题也有广泛的关注,但以研究配色软件 应用算法为主 7 。8 ,很少有相关理论研究的报道。 本文主要运用数理统计方法探讨S t e a r n s N o e e h e l 模 型在有色毛条混色上的应用。 S t e a r n s N o e c h e l 模型 织物的表观颜色决定于织物对入射光的反射, 由于混色是将已染色的单色纤维按不同质量比例混 合得到,因此混色配色模型是要建立混色样的总体 反射率与其组成单色的反射率、混色比例之间的 关系。 颜色工
13、作者对于这一模型的最早假设是 的研究,但S t e a m s 和F r i e l e 推荐的常数的大小存在 较大的差异,遗憾的是当时采用J u d d 提出的色差计 算方法,计算得到模型匹配精度为1J u d d b 】,基本上 相当于人眼刚刚不能识别的程度,具体很难用 C I E L A B 值大小来衡量,因此要将S t e a m s N o e c h e l 模 型运用于毛条混色,首先仍然必须对肘值的具体取 值进行研究。 2实验部分 2 1 材料 试样为8 3t e x 氯化毛条,由浙江厚源纺织股份 有限公司提供。本文实验选用红、黄、蓝、黑和白色 ( 未染色) 共5 种颜色,其色度
14、参数见表1 。 表1S 种颜色毛条的C I E L A B 色度参数 T a b 1C I E L A Bv a I u e so ff i v ew o o lt o pc o l o r s 尺嘲( A ) = 茗r R t ( A ) ( 1 ) 2 2 混色毛条样品的制备 式中:R 耐( A ) 表示波长为A 时混色样的总体反射 率;R ;( A ) 表示波长为A 时第i 组分单色的反射率5 菇i 表示第i 组分单色的质量比例,显然y 菇;:l 。 由于混色样中不同颜色纤维问对光线散射和吸 收的相互影响以及单色反射率与其组成比例之间的 非线性关系,式( 1 ) 表示的反射率的直接加和方
15、法是 不成立的,但从混色纤维的形成这一简单的物理混 合过程来看,理应存在一定的加和关系,因此设想建 立一个关于反射率的中间函数厂 R ( A ) ,从而使下 式成立。 f E R M “( A ) = 兢以足( A ) ( 2 ) 1 9 4 4 年,S t e a r n s 和N o e c h e l 采用羊毛纤维混色推 导出一个基于实验数据的经验公式,其表达式为 f IR ( A ) = 而高等( 3 ) 式中肘为可变常量。该值是根据实验确定,S t e a r n s 和N o e c h e l 在对羊毛纤维混色进行研究后推荐常数 j I f 为0 1 5 ,F r i e l e
16、 在随后的研究中则认为,对于疏松 的羊毛纤维混色肘取0 0 9 ,对于紧密的纤维则推荐 采用0 1 8 。需要指出的是,同样是对羊毛纤维混色 将毛条在B 3 0 4 型梳毛机上梳理混合,梳理时将 混色的毛条从不同方向梳理3 次以上,直到样品的 平均测量色差小于0 2C I E L A B 色差单位,以保证不 同颜色的毛条充分混合。 实验选用l O 对颜色组合,分别以黑、红、黄、蓝、 白两两组合。每对颜色组合再按不同质量比例 ( 1 :9 ,2 :8 ,9 :1 ) 混合制备9 个混色样,每个混色 样总质量为1 0g 。 2 3 反射率的测定 采用D a t a c o l o r 公司的D a
17、 t a c o l o r6 0 0 p l u s 型光谱 光度仪测试,D 6 5 光源,1 0 0 视场。为测试方便并提 高测色的准确度,所有单色毛条及混色毛条纺成纱 线后用横机加工成织片,织片采用1 + 1 罗纹组织, 织片结构紧密,表面平整,不卷边。测量单色织片和 混色织片的反射率,测量孔径2 0 0m i l l 。将织片叠 4 折,确保不透光,每个样品取不同部位测量1 0 次。 2 4 模型的匹配色差 S t e a m s - N o e e h e l 模型建立时,是在假设式( 2 ) 成 立的条件下推倒出式( 3 ) ,如果式( 3 ) 能保证在任何 颜色混合时都能恒成立,
18、则可称为理想模型。而实 际上S t e a r n s N o e c h e l 模型并非理想模型,表明式( 2 ) 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第1 l 期沈加加等:基于S t e a r n s N o e e h e l 模型的混色毛条颜色预测 6 3 左右两边存在差值,设 九R “( A ) = 并以R ;( A ) ( 4 ) 利用式( 3 ) 的逆运算表达式( 5 ) ,可求得由模型匹配 得到的反射率R 耐( A ) 。 砌) =
19、 业揣掣( 5 ) 用R 一( :I ) 和实际混色样的反射率R 洲( A ) 之 间的色差大小来评估模型的优劣,色差大小采用 C I E L A B 色差公式来计算,色差越小,模型精度越高。 具体C I E L A B 色差公式计算方法如下: A E = ( 五) 2 + ( A a ) 2 + ( A b 。) 2 1 胆 工。= 1 1 6 ( Y Y o ) m 一1 6 口。= 5 0 0 ( X I X o ) 1 乃一( y ,y j ) 1 巧 b 。= 2 0 0 ( y ,y o ) “ 3 一( Z I Z 。) m 计算过程中,要求x 瓦,y y o ,z ,磊均大于
20、0 0 0 88 5 6 ,如果不符合,则采用下式计算L ,a , b 。值。 ,( x X o ) = 7 7 8 7 ( X I X o ) + 1 6 1 1 6 f ( y Y o ) = 7 7 8 7 ( y i r o ) + 1 6 1 1 1 6 f ( Z I Z o ) = 7 7 8 7 ( Z I Z o ) + 1 6 1 1 6 L + = 9 0 3 3 ( y ,y 0 ) 口。= 5 0 0 厂( X I X o ) 一f ( Y I g o ) b 。= 2 0 0 只Y I Y o ) 一f ( Z I Z o ) 式中:石、Y 、Z 为测试样品在D 6
21、 ,光源1 0 0 视场下的三 刺激值,其值可由样品反射率计算得到;鼠、Y o 、Z o 为理想白色物体的D 酪光源1 0 。视场三刺激值。 3 模型参数M 值 由式( 4 ) 、( 5 ) 可知,模型匹配得到的尺“( A ) 随 肘值的变化而变化,必然与实际混色样的反射率 R 。柚( A ) 形成不同的色差,因此对参数肘值的研究 就是找出最优肘值,满足任意颜色组合时都能实现 模型计算得到的R 枷( A ) 与尺酬( A ) 之间的色差 最小。 3 1 常数M 与颜色的关系 由于混色毛条随其组成单色和混色比例的变化 呈现出不同的颜色效果,为此首先假设参数彪取决 于混色样的颜色,分别求取每个混色
22、样得到最小色 差匹配时的肘值,实验所选9 0 个混色样对应的 膨值的频数分布见图1 。 从图1 可以看到膨值的分布范围较广,且左右 M e t 区同 图19 0 个混色样对应的j I f 值频数分布图 F i g 1R e p r e s e n t a t i o no ft h ec u m u l a t i v ef r e q u e n c y d i s t r i b u t i o nf o rMv s h l e 8o f9 0s a m p l e s 呈非对称分布,虽然肘值在0 1 2 0 2 2 之间的个 数占绝大多数,但其间距0 1 对于M 值自身大小来 说实在太大
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- 基于 Stearns Noechel 模型 毛条 颜色 预测
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