紡織品色牢度及色差智能判別裝置的可行性研究

孫芳

摘要：

國內對于色牢度評定主要還是依靠技術人員目測的方法，雖然簡便，但弊端明顯，測量結果的準確性受主觀因素干擾太多，準確性得不到持續保證，因此用儀器代替人進行色牢度等級測定必然成為未來的發展趨勢。本文從評級的原理出發，從研究裝置、軟件、數據庫著手，開發一種色牢度及色差智能判別裝置。

關鍵詞：色牢度；色差；智能判別；裝置研究

1 國內外色牢度及色差評級現狀

國內外對色牢度評定方法主要有兩種，目測法和儀器測定法。盡管許多企業已經采用了國外先進的顏色測量儀器，但大多數廠家仍采用目測法。造成這種現象的原因是一方面由于國外進口設備在國內實際應用中仍存在著一些問題，如國內外顏色標準不一致性、印染工業不穩定等造成的客觀因素；另一方面國外進口儀器價格昂貴，測試時間較長。但是使用測色儀器測量色差不僅可以避免檢驗人員感到視覺疲勞，防止測試結果出現偏差，而且還可以利用軟件的數據庫和數據處理功能進行數據統計運算，以便于現場檢驗人員快速、科學地做出檢驗結論，所以開發檢測快速、結果精確、價格低廉的智能判別裝置具有十分重大的意義。

常用的測色儀器的種類很多，但基本上都是基于光譜分析測色，主要分為分光光度測色儀器和光電積分式測色儀器。以上這兩大類測色儀器中，分光光度計類雖然測量精度高，穩定性好，但價格昂貴，一般在一兩萬美金以上，中小企業和小的測試機構無法承擔。因此在實際的工業生產中光電積分測色儀器以其相對便宜的價格和方便攜帶的性能，應用比較廣泛，但光電積分測色儀器的光電探測器的穩定性差造成了其測量準確性低的缺陷。另外，光學測色儀器普遍存在探測頭取樣面積固定、單一，無法隨意選取試樣面積和同時多點測試的缺點。基于上述缺陷，造成了儀器測色一直無法廣泛普及替代人工目測現狀。本文旨在開發一種色牢度及色差智能判別裝置。

2 裝置研究的原理和主要內容

裝置研究的基本原理是以國家現行標準為依據，建立數據庫系統，以智能評級的執行軟件和計算機控制為技術核心，進行圖像采集、預處理、色值和色差匹配、等級評定并輸出。

裝置研究的主要內容：（1）根據紡織品色牢度按變色和沾色標準灰色樣卡以及棉布標準原樣、毛布標準原樣、蠶絲標準原樣、滌綸標準原樣、錦綸標準原樣、腈綸標準原樣和粘膠標準原樣等分別進行掃描或攝像，存儲到指定變色、沾色等色牢度樣品庫中，建立標準數據庫。（2）對被測樣進行處理，通過采集設備傳送至裝置中，從所采集的圖像中提取品質特征信息，通過所設計的軟件對被測樣進行等級判定。

基于上述內容，選擇了一種光穩定性較好的攝像裝置，并設計了一個能在采集圖像時采用網格形式的評級軟件，最終初步開發了集紡織品標準色卡數據庫及色牢度、色差評級于一體的裝置，見圖1。

3 裝置測定與人工主觀目測對評級條件和結果的比較

3.1 評級條件

目光評級條件：用符合CIE標準照度D65（見CIE51）的光源照射在被測試樣的表面上，光源照度等于或大于600lx，入射光與試樣表面約為45?，觀察方向大致垂直于試樣表面。

裝置評級條件：由于在研究裝置時已考慮標準的評級條件，所以在使用裝置評級時對環境條件沒有特殊要求。

3.2 評級結果比較

目前常規的色牢度評級包括織物變色、貼襯沾色、摩擦布沾色及耐光色牢度等項目，評級時經過試驗，該裝置對織物變色、貼襯沾色和摩擦布沾色的評級都有比較穩定的準確性，見圖2、圖3、圖4。

4 結論分析與問題討論

從表1可以看出，裝置評級和目光評級基本可以保持一致，存在誤差保持在0.5級。

存在問題：（1）本次試驗基本都采用單色的樣品，對花色多的樣品并未進行相應的試驗；本次試驗未涉及耐光色牢度，故此裝置存在一定的局限性。（2）由于耐光色牢度的標準色卡與其他色牢度存在一定差異，建立標準庫時并未將耐光色牢度的相關參數建立在內，所以不能對耐光色牢度進行評級。

5 結語

在物理指標測試和外觀檢驗過程中，涉及色差的測定達到幾十項之多，對測試效率和質量的要求越來越高。適當運用測色儀器，可以快速、準確地評定色牢度等級，大大地減輕測試的工作量，并可以在不具備目光評級的條件下現場測定色差。本文對紡織品色牢度及色差智能判別裝置進行了一定程度的研究，并有了初步的比較結果，雖然存在一定的局限性和限制性，距客觀評價手段代替主觀評價還有很大距離，但為今后的客觀評價指明了方向。

參考文獻：

[1]方喜封，朱鵬程，孫飛.紡織品色牢度色差評級測試方法和裝置：中國，200510122659.5[P].2006-06-28.

[2]姚偉敏，李濤，王東，等.紡織品色牢度色差評級方法：中國，200710015261.0[P].2008-01-09.

（作者單位：浙江省紡織測試研究院）endprint