光栅基柱状彩虹全息图的色度表征与检测方法技术

本发明专利技术提供了一种光栅基柱状彩虹全息图的色度表征与检测方法，采用线状均匀白光光源，以光源线长方向沿柱状光栅柱长的横截方向，照射柱状光栅样本，并在样本表面法线方向以线状像素阵列的光接收器接收反射光；确定所用光接收器的光响应与被照样本色度的计算关系；由光接收器接收的反射光和颜色的计算关系，将柱状光栅柱长横截方向上足够长度内的光信息转换成CIELab色度信息；对得到的CIELab色度信息，分析其L*、a*和b*的数值及变化规律，并获取L*的空间变化周期性信息。该检测方法可由线性CCD扫描器件实现，方法简单、快速，可用于柱状镭射纸及其印刷图像的色彩质量控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，该方法可用于柱状光栅镭射纸及其印刷色全息图的色度检测和评价，进而用于柱状光栅镭射纸生产和包装印刷品的色度质量控制。
技术介绍
目前，在高档烟酒等商品的包装中，常用柱状光栅基彩虹纸。这种纸张上附有周期性的柱状光栅，白光照射下，从不同的角度观看具有周期性不同的高反射彩虹色，熠熠闪烁的彩虹效果极大地增大了产品的附加品质，因此，常为中、高档香烟和酒类等商品的包装所选。这种光栅基镭射纸的表面对入射光的反射光具有衍射作用，因而形成不同单色光在不同的衍射方向相干加强的彩虹现象。但由于光栅基具有方向性，且往往还有某种宏观图案(如柱状光栅基彩虹纸，具有周期性的柱形图案)，造成了不同位置处颜色特征的显著差异。因而，当观看该镭射全息图，在同一角度观看不同的位置，或以不同的角度观看同一位置时，都表现为不同的颜色感觉。目前，无论是视觉观测，还是应用适于均匀颜色测量的各种颜色测量仪器，都难以准确表征这种承印物的颜色，给其质量控制带来困难。因而，此类产品的色度表征和检测评价显得尤为重要。国家标准对防伪全息纸(含镭射纸)的特性指标做出了规定，并给出了检测方法(具体可参见GB/T18733-2002、GB/T18734-2002)。其中，用信噪比SNR和衍射效率η表征了光栅的色光衍射特征。不过，由于其检测方法比较复杂，而且不能完全表征全息光栅的色度及其变化特征，因此，就目前的应用情况看，对于全息纸的色度表征，特别是在包装印刷企业中的应用缺乏实用性。国内外许多研究机构对镭射纸光栅的呈色机理进行了分析，也提出了多种色度及光谱检测方法。比如对镭射纸某一面元上不同测量角度下的综合色差的离差进行分析的方法；测试光栅参数、选择合适的光滤色片，再通过漫射光照射下光反射率的测量，实现对镭射纸色度测量的方法；等等。但这些方法存在同样的问题，即检测过程复杂，设备要求高，检测稳定性难以保证，仍不适于实际生产中的广泛应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够方便、快捷、准确、宏观地评价光栅基柱状彩虹图的色度表征和检测方法，为此类镭射纸在全息防伪、彩虹全息包装印刷的色彩质量控制提供技术支持。本专利技术的，获取特定光路下光栅柱长横截方向上足够长度内的色度信息，由该色度特征表征其彩虹全息图的颜色特性，可用于检测光栅基柱状彩虹原纸及其印刷品的颜色特性。一种，包括以下步骤:(I)采用线状均匀白光光源，以光源线长方向沿柱状光栅柱长的横截方向照射柱状光栅样本，并在样本表面法线方向以线状像素阵列的光接收器接收反射光；(2)确定所用光接收器的光响应与被照样本色度的计算关系； ( 3)由步骤(I)中光接收器接收的反射光和颜色计算关系，将柱状光栅柱长横截方向上足够长度内的光信息转换成CIELab色度信息；(4)对步骤(3)得到的CIELab色度信息，分析其L*、a*和b*的数值及变化规律，并获取L*的空间变化周期性信息；(5)根据检测目的，选择应用明度L*的周期特征值和/或应用L*、a*和b*全部颜色特征信息表征得到的柱状光栅全息图的颜色特性；(6)对标准样本和测量样本(比样)的颜色差异进行评价，根据人眼视觉特性，确定不同应用中应控制的L*、a*、b*和色差数值，以及L*值周期性所允许的容差，用于生产质量控制。步骤(2)中的光接收器可以是直接获得各像素点反射光的仪器(如扫描光谱相机)，也可以是对各像素点反射光响应为RGB值的仪器(如平板扫描仪)。直接获得各像素点的反射光的仪器，可由像素点的反射光及色度学理论直接计算得到对应的CIELab色度值；对各像素点反射光响应为RGB值的仪器，需首先对该仪器进行颜色校正，建立仪器对色光响应的RGB与其对应CIELab色度值间的数学关系。所述的光接收器形成的柱状光栅图像分辨率需适宜分析精度的要求，可在150dpi 300dpi之间选择。步骤(3)中，将柱状光栅柱长横截方向上至少一个完整光栅周期长度内的光信息转换成CIELab色度信息。采用的测试光源为线状标准白光，色温为5000K 6500K ；白光照射的角度优选在30° 60°之间。本专利技术以线状白光的线方向与镭射纸柱状光栅的柱长方向垂直，且与镭射纸样本表面的法线成某一角度的方式照射，在样本表面的法线方向接收反射光；利用接收的线状反射光表征柱状光栅在该照射白光下、该观测方向上的视觉色度及其随位置而周期性变化的特征。该特定光路条件下柱状光栅横截方向上的色度特征，不仅含有各个位置的色度信息，还有其按柱形周期排列的周期性变化信息，适用于柱状光栅基镭射图自身颜色的表征及与标样颜色的比较。该检测方法可由线性CCD扫描器件实现，方法简单、快速，可用于柱状光栅基镭射纸及其印刷图像的色彩质量控制。附图说明图1为本专利技术采用的测试光路布局图。图2-1和图2-2分别为本专利技术实施例1的标样和比样的全息图采样图像。图3为本专利技术实施例1的测试仪器颜色响应色域和样品的CIELab色度图。图4(a)、图4(b)和图4(c)为本专利技术实施例1标样和比样的全息图的色度变化图；其中图4(a)为L*值的位置变化图，图4(b)为a*值的位置变化图，图4(c)为b*值的位置变化图。图5 (a)、图5 (b)和图5 (C)为本专利技术实施例1标样和比样的全息图位置对准后的色度变化图；其中图5 (a)为对准后L*值的位置变化图，图5 (b)为对准后a*值的位置变化图，图5(c)为对准后b*值的位置变化图。具体实施例方式以下结合附图和实施例进一步说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。在产品质量控制中，常有标准样本和检测样本，标准样本是企业作为质量合格与否的参考标准，检测样本是生产中的产品。该实施例分别取200mmX200mm柱状光栅基镭射原纸标准样本(称为标样)和检测样本(称为比样)各一张，实施测试过程及分析。基本条件如下:样品:两个银光柱柱状光栅基镭射原纸，标样和比样仪器:线状像素阵列光接收器(含光源)采用专业级彩色扫描仪Epson GT-X970扫描采样分辨率:200pdi步骤I，采用专业级彩色扫描仪Epson GT-X970作为线状均匀白光源照明和光接收仪器，来实现本实施例技术方案中颜色样品的光采样过程，其采样光路如图1所示。放置样品，使扫描仪线状均匀白光源的光源线长沿柱状光栅柱长的横截方向，则光源光线以一定的角度如30°照射，在样本表面的法线方向以线状像素阵列光接收器接收反射光。应用该扫描仪前，首先设置合适的扫描参数，具体为:文件类型选择反射稿，颜色类型选择24位彩色，阶调曲线选择线性，亮度、反差、颜色平衡等选择默认设置，并取消一切自动处理功能，以保证稳定和适当的光响应。其后，确定柱状光栅纸上沿柱长方向和与之垂直方向上米样线度分别约为5mm和160mm的扫描区域进行扫描,得到两样品bmp格式的图像。如图2-1和图2-2所示，分别为两个镭射纸样品标样和比样的全息图采样图像。步骤2，确定所用线状光接收器的光响应与被照样色度的计算关系:利用商业工具软件，建立扫描仪的ICC标准特性文件，得到扫描仪的光响应值RGB与被照样CIE色度值的转换计算关系。ICC标准特性文件是国际标准，其中的颜色关系是标准的数据查找表关系O步骤3，利用上述颜色特性关系，由扫描图像的RGB响应值，可转换得到对应颜色的CIELab色度值，即将柱状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光栅基柱状彩虹全息图的色度表征与检测方法，包括以下步骤：（1）采用线状均匀白光光源，以光源线长方向沿柱状光栅柱长的横截方向，照射柱状光栅样本，并在样本表面法线方向以线状像素阵列的光接收器接收反射光；（2）确定所用光接收器的光响应与被照样本色度的计算关系；（3）由光接收器接收的反射光和颜色的计算关系，将柱状光栅柱长横截方向上一定长度内的光信息转换成CIELab色度信息；（4）对得到的CIELab色度信息，分析其L*、a*和b*的数值及变化规律，并获取L*的空间变化周期性信息；（5）选择应用明度L*的周期特征值和/或应用L*、a*和b*全部颜色特征信息表征得到的柱状光栅全息图的颜色特性；（6）对标准样本和测量样本的颜色差异进行评价，确定不同应用中控制的L*、a*、b*和色差数值，以及L*值周期性所允许的容差，用于生产质量控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐艳芳，宋月红，刘瑜，李修，
申请(专利权)人：北京印刷学院，
类型：发明
国别省市：