[发明专利]基于多光谱成像系统的纱线颜色测量装置及方法

权利要求书

1.一种基于多光谱成像系统的纱线颜色测量装置，其特征在于，该测量装置包括多光谱成像系统、标准测量仪器、纱线绕制装置、建模单元和测量单元；

所述纱线绕制装置包含测量平面和固定纱线两端的固定部位，用于将纱线紧贴且平铺地绕在其上；

所述多光谱成像系统用于测量绕在纱线绕制装置上的纱线的光谱反射率；所述标准测量仪器用于测量纱线对应纱线板的标准光谱反射率；

所述建模单元根据多光谱成像系统测得的光谱反射率与标准测量仪器测得的标准光谱反射率的映射关系，建立最优核岭回归模型；

所述测量单元将多光谱成像系统测量的绕在纱线绕制装置上的待测纱线的光谱反射率，利用建模单元得到的最优核岭回归模型，映射为对应的标准光谱反射率，从而得到纱线颜色。

2.根据权利要求1所述的一种基于多光谱成像系统的纱线颜色测量装置，其特征在于，所述纱线绕制装置包含固定纱线起始端的纱线固定部位以及固定纱线末尾端的纱线固定部位；固定纱线的方式包括将纱线的起始端和/或纱线末尾端固定在纱线固定部位的凸起，或者将纱线的起始端和/或纱线末尾端嵌入并卡接在纱线固定部位的凹槽，或通过外力将纱线固定或粘连在纱线固定部位上。

3.一种基于多光谱成像系统的纱线颜色测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将待训练纱线紧贴且平铺地绕在纱线绕制装置上，所述纱线绕制装置包含固定纱线起始端的纱线固定部位以及固定纱线末尾端的纱线固定部位；固定纱线的方式包括将纱线的起始端和/或纱线末尾端固定在纱线固定部位的凸起，或者将纱线的起始端和/或纱线末尾端嵌入并卡接在纱线固定部位的凹槽，或通过外力将纱线固定或粘连在纱线固定部位上；

(2)通过多光谱成像系统测量绕在纱线绕制装置上的待训练纱线的光谱反射率；

(3)通过标准测量仪器测量待训练纱线对应纱线板的标准光谱反射率；

(4)根据步骤(2)得到的光谱反射率与步骤(3)得到的标准光谱反射率的映射关系，建立最优核岭回归模型；

(5)将待测纱线紧贴且平铺地绕在纱线绕制装置上；利用多光谱成像系统测量其光谱反射率，利用步骤(4)获得的最优核岭回归模型，将其光谱反射率映射为对应的标准光谱反射率，从而得到待测纱线颜色。

4.根据权利要求3所述的一种基于多光谱成像系统的纱线颜色测量方法，其特征在于，所述步骤(4)中，最优核岭回归模型的建立采用如下方法：

a)用多光谱成像系统测量L根待训练纱线的光谱反射率x_i，用标准测量仪器测量这些纱线的标准光谱反射率y_i，i＝1,2,...,L，x_i,y_i均为1×N向量，N为光谱反射率的维度；

b)将x_i和y_i分成训练集和验证集，寻找最优的核函数参数σ以及正则项参数λ，使得验证集中的所有x_i通过核岭回归模型预测得到的标准光谱反射率估计值与其标准光谱反射率y_i之间的总误差最小；

c)利用步骤b)确定的核函数参数σ和正则项参数λ，通过式(1)计算核岭回归参数α；

α＝(1+K+λI)^-1Y (1)

其中K为核函数κ(x_i,x_j)组成的方阵，Y为由y_i组成的L×N矩阵，I为与K尺寸相同的单位矩阵。

5.根据权利要求4所述的一种基于多光谱成像系统的纱线颜色测量方法，其特征在于，所述步骤(5)中，将待测纱线紧贴且平铺地绕在纱线绕制装置上，利用多光谱成像系统测量其光谱反射率x'，进而采用式(2)计算其对应的标准光谱反射率y'：

y'＝(1+κ(x',x₁)+κ(x',x₂)+...+κ(x',x_L))α (2)。