一種利用近紅外高光譜圖像識別涂料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及一種利用近紅外高光譜圖像識別涂料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 市場上出售的涂料品種繁多，型號和品質(zhì)不盡相同。涂料主要由粘結(jié)材料、顏料、 填料、稀釋劑等，經(jīng)一定工藝制造而成，如二氧化鐵(Ti02)的含量可能會顯著影響涂料性 能，與其對應(yīng)的對比率是涂料檢測的重要指標(biāo)。對于同一顏色但不同品牌或不同品質(zhì)的涂 料，在可見光范圍內(nèi)具有十分相似的光譜特征，導(dǎo)致肉眼難W直接辨別。運就為涂料產(chǎn)品W 假亂真和W次充好提供了可能。針對涂料質(zhì)量的檢測指標(biāo)很多，運些指標(biāo)用儀器檢測需要 較長時間，費時費力且檢測范圍有限。因此，在裝修驗收環(huán)節(jié)，尚缺乏一種快速、可靠、大范 圍的涂料品質(zhì)一致性的檢測方法。近紅外(0.78~2.5um)高光譜圖像可W獲取肉眼無法得 到的特征信息，且近紅外長波（1.1~2.5um)對涂料中所含礦物質(zhì)較為敏感，因此利用近紅 外高光譜圖像識別涂料品質(zhì)具有重要意義和應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種利用近紅外高光譜遙感圖像鑒別涂料的方法，W解決涂 料質(zhì)量指標(biāo)檢測需要較長時間，檢測范圍有限，驗收時無法快速、可靠的檢測涂料品質(zhì)一致 性的技術(shù)問題。
[0004]為實現(xiàn)W上發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種利用近紅外高光譜遙感圖像鑒別涂料的方 法，具體如下步驟：
[0005]步驟1:獲取待鑒別涂料近紅外高光譜圖像信息；
[0006]步驟2:對所述近紅外高光譜圖像信息進行連續(xù)統(tǒng)去除處理；
[0007]步驟3:分析多種色系下同一顏色不同品質(zhì)涂料的光譜特征；
[000引步驟4:根據(jù)光譜特征選擇特征波段；
[0009] 步驟5:構(gòu)建任意兩個特征波段的高光譜遙感比值鑒別模型；
[0010] 步驟6:對每個所述高光譜遙感比值鑒別模型進行距離檢驗；
[0011] 步驟7:通過檢驗結(jié)果篩選出最優(yōu)鑒別涂料品質(zhì)的所述高光譜遙感比值鑒別模型。
[0012] 進一步地，所述步驟4中選擇的特征波段是1415nm、1590nm、1672nm、1847nm、 1922醒、2147醒、2203醒、2290醒和2403醒中的任意兩個。
[0013]進一步地，所述步驟5中構(gòu)建特征波段高光譜遙感比值鑒別模型的公式如下：
[0014]
[001引其中，"Rati0Al-A2"高光譜遙感比值鑒別模型/'(ΧΚ(λιΓ與乂〔Κ(λ2)"分別是波段 為λ?、λ2處經(jīng)過連續(xù)統(tǒng)去除后的反射率，V'是無窮小項。
[0016]進一步地，采用特征波段是1847nm和2290nm的組合構(gòu)建高光譜遙感比值鑒別模 型。
[0017]進一步地，所述步驟6中對每個高光譜遙感比值鑒別模型進行距離檢驗的方法是 可分離性檢驗。
[0018]進一步地，所述步驟7通過檢驗結(jié)果篩選出最優(yōu)鑒別涂料品質(zhì)的所述高光譜遙感 比值鑒別模型的公式如下，
[0019]
[0020] 其中，"ΒΓ，"B2"分別代表不同波段，"Γ，"j"代表不同品質(zhì)的涂料類別，所述公式 的計算結(jié)果是J-M平方距離。
[0021] 進一步地，所述步驟1與步驟2之間還包括如下步驟；
[0022] 步驟101:對所述近紅外高光譜圖像信息進行數(shù)據(jù)預(yù)處理。
[0023] 進一步地，所述步驟101中對所述近紅外高光譜圖像信息進行數(shù)據(jù)預(yù)處理的方法 包括，圖像福射校正W及對光譜進行平滑處理。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0025] 1.運用對近紅外高光譜圖像信息進行連續(xù)統(tǒng)去除的技術(shù)方案，獲得了增強吸收特 性的技術(shù)效果；
[0026] 2.運用分析多種色系下同一顏色不同品質(zhì)涂料的光譜特征的技術(shù)方案，獲得了涂 料質(zhì)量檢測需要時間短，驗收時快速、可靠的檢測涂料品質(zhì)一致性的技術(shù)效果。
[0027] 3.運用本發(fā)明所提供的完整的技術(shù)方案，獲得了對裝修墻面的大范圍、快速、無損 質(zhì)量及一致性檢測
【附圖說明】
[0028]圖1是本發(fā)明的用近紅外高光譜圖像鑒別涂料的方法的流程圖；
[0029]圖2是本發(fā)明的用近紅外高光譜圖像鑒別涂料的方法的具體實施例流程圖；
[0030] 圖3是不同品質(zhì)粉色涂料的隨機樣本點均值光譜曲線；
[0031]圖4是不同品質(zhì)黃色涂料的隨機樣本點均值光譜曲線；
[0032]圖5是不同品質(zhì)米色涂料的隨機樣本點均值光譜曲線；
[0033]圖6是不同品質(zhì)綠色涂料的隨機樣本點均值光譜曲線。
【具體實施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0035] 實施例1:
[0036]如圖2所示，本發(fā)明的用近紅外高光譜圖像鑒別涂料的方法，具體如下步驟：
[0037]步驟A1:獲取待鑒別涂料近紅外高光譜圖像信息；
[0038] 步驟A101:對所述近紅外高光譜圖像信息進行圖像福射校正W及對光譜進行平滑 處理；
[0039]步驟A2:對所述近紅外高光譜圖像信息進行連續(xù)統(tǒng)去除處理；
[0040]步驟A3:分析多種色系下同一顏色不同品質(zhì)涂料光譜特征；
[0041] 步驟A4:根據(jù)光譜特征選擇特征波段：1415nm、1590加1、167化m、1847加1、192化m、 2147nm、2203nm、2290nm和 2403nm中的任意兩個；
[0042]步驟A5:構(gòu)建任意兩個特征波段高光譜遙感比值鑒別模型的公式如下：
[0043]
[0044] 其中，"Rati〇Ai-A2"高光譜遙感比值鑒別模型/'(ΧΚ(λιΓ與乂〔Κ(λ2)"分別是波段 為λ?、λ2處經(jīng)過連續(xù)統(tǒng)去除后的反射率，V'是無窮小項；
[0045]步驟Α6:對每個高光譜遙感比值鑒別模型進行距離檢驗的方法是可分離性檢驗；
[0046]步驟Α7:通過檢驗結(jié)果篩選出最優(yōu)鑒別涂料品質(zhì)的高光譜遙感比值鑒別模型的公 式如下，
[0047]
[004引其中，"ΒΓ，"Β2"分別代表不同波段，"Γ，"j"代表不同品質(zhì)的涂料類別，所述公式 的計算結(jié)果是J-M平方距離。
[0049]具體來說，利用掃描裝置對待鑒別涂料進行近紅外高光譜掃描，生成近紅外高光 譜圖像信息，該掃描裝置可W為近紅外成像光譜儀，該掃描圖像信息至少有圖像信息和各 波段信息。獲取粉色、黃色、米色和綠色四種顏色各Ξ種品質(zhì)（品質(zhì)類別分別用A、B、C表示） 涂料，對每塊涂料均在同等條件下進行了近紅外高光譜圖像采集工作。
[0050]對高光譜圖像數(shù)據(jù)進行預(yù)處理。
[0051]首先在測量反射率