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基于CIEDE2000的透明品红色塑料小色差检测研究[1]

2013-6-4  来源:光华活彩电子(江苏)有限公司 盐城师范学院物理学院  作者:王祥伟 姜肇国 尤源 苏广生 王成 朱兰凤  有7227人阅读

采用分光光度计对透明有色塑料在各个波长的透射率进行测定,选取D65照明体与CIE1964补充标准观察者光谱三刺激值,在此基础上分别采用CIE1976LAB与CIEDE2000色差计算公式,把各自的计算结果与人眼实际视觉效果进行比较。实验结果证明,CIEDE2000色差公式更加能够反映出产品的实际色差指标,更加符合人眼的视觉特征。

  色差是塑料制品一项重要的检测指标。传统的塑料制品的色差的检测是基于通过测量材料在三种特定波长下的透射率或反射率进而算出不同塑料制品之间的色差,这种方法具有一定的局限性[1]。目前研究较多的是CIELAB色彩空间,它是一个均匀的色彩空间,但是并不理想,CIELAB色差公式计算结果与目测感觉不能总保持一致;而CIEDE2000色差公式被认为是目前理论上最好的色差公式,它定义于修正的CIELAB空间,不仅对评价小色差有更为理想的明度、彩度、色相加权函数,同时具备了校正蓝、绿色差宽容度参数。随着理论研究的深入[2-5] ,CIEDE2000色差公式应用领域不断扩大,在工业、农业、医疗、军事等领域都有相关研究[6-11]。

  本文采用分光光度计,根据CIE(国际照明委员会)推荐的等间隔波长法,通过样品在380-800nm的可见光波长范围内,每隔5nm测定其透射率,并采用D65照明体求出三刺激值,再根据CIE1976LAB与CIEDE2000分别计算出他们的色差。并把各自的计算结果与人眼的视觉效果匹配程度相比较,从比较结果中选出符合透明品红色塑料的色差评价方法。

  1 基本原理

  分光光度计并不能直接测量颜色,而是通过比较某些已知光谱特性的参照物,如 (将其均匀喷涂在积分球内壁,作为近似完全漫反射体)与样品在同一波长透射的单色辐射功率,进而测出样品在选定波长上的透射率(光谱辐射亮度因素)。根据CIE(国际照明委员会)色度系统三刺激值计算求出样品的三刺激值,然后代入相关色差公式,从而比较出两样品之间的色差。

  CIE色度系统三刺激值可通过颜色刺激函数 与CIE光谱三刺激值的乘积,并在整个可见光光谱范围内积分求得:

  式(1)中的是CIE所规定CIE1964补充标准色度观察者光谱三刺激值(可查表获得)。常数 为归一化系数,对自发光物体是将光源Y值(此时Y值为物体的光反射比)调整到100时求得。对于非自发光物体是将所选标准照明体Y值调整到100,即将完全漫反射体 和理想透射物体 的Y值调整到100, 可由下式求得:

  式中 的选取,依被测物体光谱特性和计算精度的要求而不同。当取 时,在某些情况下已能给出准确结果;而当取 时,则在大多数情况下能给出准确结果。

  称为颜色刺激函数,即进入人眼中产生颜色感觉的光能量。被测物体是非自发光体时,透明体或不透明体的颜色刺激函数 分别为:

  式中 为物体的光谱透射比, 为物体的光谱反射比, 为照明光源的相对光谱功率。因本产品是在户外的阳光下的环境使用,故在下面的计算过程中采用光谱数据采用D65照明体。

  混色系统中的色度值可表示为Y ,x ,y 。

  2 计算公式及试验数据

  2.1 CIE 1976 LAB色差公式

  2.2 CIE DE 2000色差公式

 

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