使用多维几何结构的用于涂敷表面的纹理分析的系统和方法

使用多维几何结构的用于涂敷表面的纹理分析的系统和方法
【技术领域】
[0001]在各种实施例中，本发明一般涉及多维几何固体和表面/平面的使用，从而使来自多个分光光度角度和/或入射光源或其组合的多个光谱反射率进行关联，以识别与发生在未知目标涂层内的纹理和/或角度依赖效果相匹配的适当颜料。
【背景技术】
[0002]在标准的便携式分光光度计中，入射光一般(但不总是)被设定在离法线四十五
(45)度的角度处。能够被搜集的最终光谱反射一般与入射光处于相同平面内，并且处于镜面角的任一侧上(与入射光相等和相对的角度)以及更加靠近入射光源本身。
[0003]新的便携式分光光度设备提供了大量的角颜色响应(光谱反射率)数据。除了加入包括方位角或面外角的若干个新角之外，许多仪器也提供了具有不同几何结构的额外光源。作为示例，第二照明器的入射光源可以被定位在离法线十五(15)度处。入射光和角响应的多个组合可能提供关于目标涂层的太少信息和太多信息二者。
[0004]因此，需要能够用于通过使用多维几何结构评估和计算来评估从分光光度计获得的所有的数据(包括数据的特定组合)的系统和方法。

【发明内容】

[0005]在第一方面中，本发明的实施例提供了一种计算机实施的方法。所述方法包括使用处理器根据从目标涂层的分光光度测量中获得的多个数据产生多维物体。所述方法也包括使用所述处理器计算所述多维物体的至少一种几何性质。所述方法还包括使用所述处理器将至少一个数值与多个已知数值相关联，以识别所述目标涂层中的至少一种颜料效果，并且使用所述处理器输出所述至少一种颜料效果。
[0006]在另一方面中，本发明的实施例指向一种系统。所述系统包括数据库以及与数据库通信的处理器。所述处理器被编程为根据从目标涂层的分光光度测量中获得的多个数据产生多维物体，并且计算所述多维物体的至少一种几何性质。所述处理器也被编程为将至少一个数值与多个已知数值相关联，以识别所述目标涂层中的至少一种颜料效果，并且输出所述至少一种颜料效果。
[0007]在另一方面中，本发明的实施例提供了一种设备。所述设备包括用于根据从目标涂层的分光光度测量中获得的多个数据产生多维物体的装置，以及用于计算所述多维物体的至少一种几何性质的装置。所述设备也包括用于将至少一个数值与多个已知数值相关联以识别所述目标涂层中的至少一种颜料效果的装置，以及用于输出所述至少一种颜料效果的装置。
[0008]在另外的方面中，本发明的实施例提供了一种非暂时计算机可读介质，该介质包括软件，用于使处理器:
[0009]根据从目标涂层的分光光度测量中获得的多个数据产生多维物体；
[0010]计算所述多维物体的至少一种几何性质；
[0011]将至少一个数值与多个已知数值相关联，以识别所述目标涂层中的至少一种颜料效果；以及
[0012]输出所述至少一种颜料效果。
【附图说明】
[0013]图1示出了根据本发明各种实施例的用于分析涂有目标涂层的目标表面的方法。
[0014]图2和图3示出了可以使用分光光度计的物理布局产生的多维物体的示例。
[0015]图4是三维体积计算用在角度的特定组合中的示例，以预测目标涂层是否将包含正被讨论的角度依赖效果。
[0016]图5a和图5b示出了在两个不同的物理角位置(x和y)处使用二维内部多边形角度计算的示例。
[0017]图6示出了可用于识别目标样本的涂层混合物的物理性质属性的系统90的实施例。
【具体实施方式】
[0018]在各种实施例中，本发明一般涉及用于识别固化的复合物涂层(例如，涂料)混合物的物理性质属性的系统和方法，使用了基于来自分光光度计的光谱反射率和比色响应所计算的多维几何数据。尽管这里的描述指向二维和三维的物体，但可以理解具有任何维度的物体(例如，四维的)是本发明的实施例预期的。
[0019]尽管这里的描述一般提及涂料，应当理解所述设备、系统和方法适用于其它类型的涂层，包括着色剂和工业涂层。被描述的本发明的实施例不应当被视为限制。与本发明一致的方法可以在多种领域中被实践，诸如服装和时尚产品的匹配和/或协调。
[0020]本发明的实施例可以与计算机系统一起使用，或者被包含在计算机系统中，所述计算机系统可以是一个独立的单元，或者包括与中央计算机经由网络(诸如，例如因特网或内部网)进行通信的一个或多个远程终端或设备。这样，计算机或“处理器”以及这里描述的相关组件可以是本地计算机系统或远程计算机或在线系统或其组合的一部分。这里描述的数据库和软件可以被储存在计算机内部存储器中或者非临时计算机可读介质中。
[0021]在各种实施例中，多维几何方法学具有各种目的。为了在一个既定系统内使用所有可用的角度，多维几何结构可以被用于产生一种交替的双向反射率分布函数(“BRDF”)类型的分析。这种类型的分析不排除任何角度，而是使用所有的角度以产生特别的纹理或颜料类型的半球状的“地图(map)”或“指纹(fingerprint) ”，不论是否角度依赖。适当的“地图”形状和特征(诸如边长、内角等)可以被用作一种比较工具，以因此识别指纹、特定颜料或普通颜料类型。而且，多维几何结构可以被用于仅评估特定的角度组合，以实现有目的的处理。在各种实施例中，这包括特定的单一角度或角度组合的特定排除。当寻找特别的纹理或效果时，可以使用这种方法，作为被包含或不被包含在目标涂层中。而且，多维几何结构可以被用于调节和校正潜在的假定，即接收的光谱反射率值某些程度上是不正确的。光谱反射率数据的不规则性或异常性的典型理由(即使本质上较小)包括入射光角度位置、入射光波动、孔径尺寸、目标涂层表面不均匀等。
[0022]图1示出了根据本发明的各种实施例的用于分析涂有目标涂层的目标表面的方法。在步骤10中，从分光光度计获取与目标表面的读数有关的数据。在步骤12中，确定角度和光源会聚以产生多维物体的方式。可以使用分光光度计的物理角度布置产生该物体。作为示例，对于二维物体，两个角反射可以和顶部的直线连结以产生三角形，两个反射会聚在测量点上。而且，作为示例，对于三维物体，通过将目标涂层上的测量点视为倒置四面体的顶点，可以构造四面体，其中顶点位于坐标(0，0，O)。在二维和三维二者的示例中，物体的其它顶点的位置变为坐标，所述坐标是如下的函数:(I)角反射光的形式(vers1n)，其可以取决于入射光角度；(2)面内或面外指示以及面内位置，以指示多维形状的外倾或倾斜；以及(3)光源在特定波长处的光谱反射率值或分配值。尽管在这里给出了三角形的和四面体的示例，但是能够理解，可以产生任何多维物体，这是因为可以在数学上计算顶点和/或不论是直的或弧形的边的数值。当使用光谱反射率数据时，在各种实施例中，对于初始分析，所有波长可以被独立地考虑，并且随后部分地或者整体地被集成在一起。在各种实施例中，使用多种比色信息，而不是光谱反射率数据，可以产生多维顶点或边，因此消除了为多个波长完成分析的需要。
[0023]图2和3示出了可以使用分光光度计的物理布局产生的多维物体的示例。
[0024]在各种实施例中，多维形状的边之一可以包含入射光本身。在入射光被用作多维形状的一个边的情况下，如这里解释说明的，除光谱反射率或比色数据以外，可以确定坐标。因为假定照明器被正确地校准，代替光谱反射率的正确的假定是I或者100%，作为输入入射光。在入射光不被用作多维形状的一侧的情况下，不论是离法线或是离平行线的入射光角度，可以被用在其它角数据的坐标定义中。当用于来自多个入射光角度的数据时，或者当包括从仪器上的同一物理接收器接收的数据的比较时，这可以是有用的，然而入射光来自于多个角度。
[0025]—旦多维物体已被确定，它可以在步骤14处被用于为新产生的多维物体计算数值。作为示例，在各种实施例中，在其它的几何性质中，可以计算周长、平面/表面的面积、总表面面积或者体积。所有的计算可以采用用在多维几何微积分中的标准形式，如上面所讨论的，取代为顶点和边确定的各种数值，并且如果需要的话，为多个波长进行迭代。在各种实施例中，可以为一些或全部组合以及入射光角度数据和/或两片或多片光谱反射率数据/比色数据的排列完成计算。这允许作为一对、三元组、四元组等的单独的角数据片的对比，以及对比和特定的组