用于适于特定目标涂料应用过程的方法和系统与流程

1.本发明涉及一种补偿给定目标涂料应用过程对颜色匹配方法的影响和/或考虑给定目标涂料应用过程在颜色预测方法内的影响的方法和系统。本发明还涉及相应的非暂态计算机可读介质。


背景技术：

2.大多数计算机辅助的颜色匹配方法基于物理模型，该物理模型描述了光与散射或吸收介质的相互作用，例如与涂料层中的着色剂的相互作用。由于含有着色剂，每个涂料层具有特定的光反射特性。这些着色剂中的每一种具有由相应的特定光学常数/特定光学数据表示的特定光学特性。物理模型可以基于关于所包括的着色剂的信息(分别基于关于相应配方的信息)连同对应的特定光学特性(分别连同对应的特定光学常数)来预测涂料层/涂料涂层的光反射特性(颜色)。
3.着色剂的特定光学常数描述了例如在物理模型的上下文中着色剂的吸收和散射特性(或效果薄片取向)，类似例如众所周知的“kubelka/munk”模型中的k/s值。但是，涂料层的反射特性不仅仅取决于配方。它也强烈地取决于涂料应用过程，通常是如何将涂料应用于其基底。
4.着色剂的特定光学特性是基于具有已知配方和已知反射率数据的现有下降(letdown)/试样的样本数据来确定的，其全部通过常见的参考涂料应用过程被应用在基底上。物理模型的颜色预测以及颜色匹配过程总是与该参考涂料应用过程相关。着色剂的特定光学常数包括参考涂料应用过程对最终涂料层的反射特性的影响，以及最终涂料涂层的反射特性。
5.用于不同目标涂料应用过程的颜色匹配过程受限于显著的系统误差和较低的准确度。尤其从头开始匹配不同的目标涂料应用过程可能显著地不准确。
6.存在可用于将涂料应用到基底上的若干方法：涂料应用过程的一些示例是：
7.·
自动或手动喷涂过程，
8.·
实验室或车身车间中的不同类型或配置的喷枪，
9.·
oem(原始设备制造商)客户现场的不同喷涂线或干燥过程，
10.·
颜色开发实验室中的减少(drawdown)方法。
11.即使以不同的方式应用相同的涂料(相同的原材料)，涂料层(涂料涂层)的所得颜色也可能受到相应涂料应用过程的强烈影响。针对颜色的变化的原因是：
12.·
涂料层中的效果薄片的不同取向，
13.·
效果薄片，特别是对于大效果薄片的过度喷射损失，
14.·
涂料层中的效果薄片的沉降，
15.·
非隐藏涂料层的膜厚度变化，
16.·
着色强度变化(剪切效应或团聚体)。
17.这就是为什么重要的是使用一种常见的参考涂料应用过程用于准备训练数据(下
降)，用于计算着色剂的光学常数，分别地着色剂的特定光学数据。
18.对于自动涂料应用过程，例如在汽车行业的汽车生产现场，涂料的颜色取决于涂料应用过程的类型和配置。用于一种特定颜色的涂料应用过程的相应设置通常由oem客户给出。通常，一种特定颜色必须适用于许多不同的喷涂线(“涂料应用过程”)，例如车身、保险杠、侧视镜和侧门的单独喷涂线。因此，必须匹配多个单独的配方(针对每条喷涂线一个)，以为所有要求的涂料应用过程检索相同的单一目标颜色。总之：不同的配方针对不同的涂料应用过程匹配，这最终全部导致相同的颜色。一个自动涂料应用过程内的变化通常很小。自动涂料应用过程的喷涂轮廓主要取决于喷涂设备(和条件)和配置。
19.对于手动涂料应用过程，例如利用喷枪，产生的颜色除了喷涂设备的类型和配置之外，还取决于喷涂器的单独喷涂特性(“指纹”)。单个涂料应用过程内的变化通常对于手动涂料应用过程比对于自动涂料应用过程显著地更大。手动涂料应用过程的喷涂轮廓取决于喷涂设备(和条件)、喷涂器的配置和单独喷涂特性(“指纹”)。
20.进一步地，物理模型的颜色预测准确度是有限的。预测包括系统误差和统计误差。统计误差可能由仪器或由测量过程引起，例如仪器在样本上的位置的变化。系统误差是例如物理模型偏差和由相应的目标涂料应用过程和参考涂料应用过程之间的差异引起的偏差。这就是为什么在迭代颜色匹配过程中开发一种新的颜色。匹配过程从从头开始匹配或在配方数据库中搜索给定目标颜色开始。
21.术语“从头开始匹配”包括一种颜色匹配方法，该方法在没有关于作为第一解(solution)的现有样本涂层的信息的情况下进行管理。例如，如果没有配方数据库可用，或者如果在配方数据库中没有找到足够的第一解，则应用该方法。实际上，“从头开始匹配”方法通常从预期为目标颜色的分量(component)的预选择步骤开始。该预选择步骤不是强制性的。“从头开始匹配”方法/算法计算用于目标颜色的一个或多个初步匹配配方作为第一解。可以在以下步骤中喷涂和/或调整该/这些初步匹配配方。
22.与“颜色调整方法”相比较，其中，可以使用样本涂层作为第一解，用于改进物理模型的颜色预测准确度(例如基于通过分析“样本偏移”来近似模型误差)，“从头开始匹配”方法的准确度通常较低。
23.第一解通常与目标颜色不够接近。在考虑第一解的预测反射率数据和测量反射率数据之间的偏移的情况下，应用第一解的调整。
24.因此，调整的配方是目标颜色和第一解的预测反射率数据与测量反射率数据之间的偏移的函数。如果第一解的测量反射率数据包括由涂料应用过程内的变化引起的偏差，则该误差将在迭代颜色匹配过程中传播到下面的配方中。
25.因此，本发明的目的是提供一种考虑涂料应用过程对颜色匹配方法和/或颜色预测方法的潜在影响，特别是补偿该影响的可能性。


技术实现要素：

26.上文所提到的目的由具有相应独立权利要求的特征的方法和系统解决。进一步的实施例由以下描述和相应从属权利要求呈现。
27.本公开涉及一种用于提供应用适配参数以补偿给定目标涂料应用过程对颜色匹配方法和/或颜色预测方法的影响的方法。通常，这两种方法，颜色匹配过程以及颜色预测
方法使用数据库，该数据库包括个体颜色分量的特定光学数据，个体颜色分量的特定光学数据分别根据具有已知参考颜色配方的已知参考涂料涂层和已知测量的参考颜色来确定，其中，参考涂料涂层分别使用参考涂料应用过程应用到基底上。要求保护的方法至少包括以下步骤：
28.a.使用给定的目标涂料应用过程在基底上应用样本涂料涂层，
29.b.经由至少一个计算机处理器的至少一个接口，接收样本涂料涂层的颜色配方的数据，
30.c.从数据库检索在样本涂料涂层的颜色配方中使用的个体颜色分量的特定光学数据，
31.d.经由至少一个接口，接收使用给定目标涂料应用过程应用在基底上的样本涂料涂层的测量颜色，
32.e.提供数值方法和物理模型，其中，数值方法被配置为通过从给定的初始应用适配参数集合开始最小化给定成本函数来优化应用适配参数，给定成本函数特别地被选择为样本涂料涂层的测量颜色和预测颜色之间的颜色距离，以及物理模型被配置为通过使用样本涂料涂层的颜色配方和检索到的在样本涂料涂层的颜色配方中使用的个体颜色分量的特定光学数据以及导致优化的过程的相应初步应用适配参数作为输入参数来预测样本涂料涂层的颜色，
33.f.使用至少一个计算机处理器并使用在至少一个计算机处理器上实现和运行的数值方法和物理模型，通过将样本涂料涂层的递归预测的颜色与样本涂料涂层的测量颜色进行比较，直到给定成本函数下降到给定阈值以下，计算应用适配参数。
34.所提出的方法至少部分是计算机实现的。
35.术语“个体颜色分量的特定光学数据”、“个体颜色分量的特定光学数据”或“着色剂的特定光学数据”在本文中同义使用，并且包括相应个体颜色分量(即着色剂)的特定光学特性和特定光学常数。涂料涂层的颜色配方中使用的个体颜色分量选自至少包括以下各项的组：彩色颜料，即所谓的固体颜料、效果颜料、粘合剂、溶剂、和添加剂，诸如消光膏。术语“配方”、“颜色配方”和“涂料配方”在本文中同义使用。术语“处理器”和“计算机处理器”在本文中同义使用。
36.在文献中可以找到根据辐射传送模型的颜色配方计算的已知方法，例如参考georg a.klein的“farbenphysik f
ü
r industrielle anwendungen(工业应用的颜色物理学)”。
37.颜色配方计算的基本思想是在先前校准涂层的基础上，即在这样的校准涂层的相应测量结果的基础上对特定光学数据进行表征，即所有相关的个体颜色分量(例如所有色浆/着色剂)的光学特性和/或光学常数。这些校准涂层分别对应于具有已知配方和已知反射率数据的现有下降，它们全部通过常见的参考涂料应用过程来应用。使用物理模型的颜色预测以及颜色匹配过程总是与该参考涂料应用过程相关。着色剂的特定光学常数包括参考涂料应用过程对相应最终涂料涂层/层的预测反射特性的影响。
38.从给定的一组初始应用适配参数开始，迭代计算优化的应用适配参数，即经由一系列中间初步应用适配参数。初始应用适配参数是中性参数。这意味着初始应用适配参数的使用产生与使用参考涂料应用过程的颜色预测相等的颜色预测。
……
适配参数n值n54.表1
55.根据所提出的方法的又一实施例，从一组可用的涂料应用过程中选择给定的目标涂料应用过程，其中，可用的涂料应用过程中的每一个被分配一组过程特定的应用适配参数，其中，每个应用适配参数考虑相应的变量，该变量相对于参考涂料应用过程随着相应的涂料应用过程而变化，以及其中，每个应用适配参数对于可用的涂料应用过程中的每一个具有过程特定值。
56.如上文已经提到的，每个应用适配参数被分配给多个不同适配度量中的适配度量，多个不同的适配度量包括以下各项中的至少一项：层厚度适配、效果薄片取向分布的适配、固体颜色分量有效性的适配、效果颜色分量有效性的适配。
57.本发明的第二方面涉及一种使用在处理器上运行的涂料颜色配方计算算法和包括个体颜色分量的特定光学数据的数据库的计算机实现的颜色匹配方法，个体颜色分量的特定光学数据分别根据具有已知参考颜色配方的已知参考涂料涂层和已知测量参考颜色来确定，其中，参考涂料涂层分别使用参考涂料应用过程被应用到基底上。所提出的颜色匹配方法旨在确定用于目标涂料涂层的目标颜色配方，该目标颜色配方在使用给定目标涂料应用过程被应用在基底上时匹配给定目标颜色，该方法包括：
[0058]-经由至少一个接口，接收给定目标颜色，
[0059]-经由至少一个接口，接收(目标)应用适配参数，该参数是手动输入的、从存储库检索的、和/或使用如本文所描述的方法计算的，
[0060]-使用给定目标颜色和接收到的应用适配参数作为用于涂料颜色配方计算算法的输入参数，计算具有个体颜色分量的优化浓度的颜色配方，作为当使用给定的目标涂料应用过程将目标涂料涂层应用在基底上时用于目标涂料涂层的目标颜色配方。
[0061]
涂料颜色配方计算算法使用数值方法，该数值方法通过在考虑接收到的目标应用适配参数的情况下最小化给定的成本函数(诸如目标涂层与相应配方的理论预测的颜色之间的颜色距离)来优化所有可用颜色分量的浓度。
[0062]
每个数值方法包括多个连续的近似步骤。在每个近似步骤中，假设/提供初步涂料涂层，并将其馈送到物理模型中，以预测其相应的反射率数据，然后使用成本函数将其与目标涂料涂层的反射率数据(目标颜色)进行比较。
[0063]
在优选实施例中，通过数值方法和物理模型实现涂料颜色配方计算算法，其中，数值方法被配置为通过从给定的初始颜色配方开始最小化给定成本函数来优化初步颜色配方的个体颜色分量相对于目标颜色的浓度，给定成本函数特别地被选择为接收到的目标颜色与初步颜色配方的预测颜色之间的颜色距离，以及物理模型被配置为通过使用在初步颜色配方中使用的个体颜色分量的浓度、在颜色配方中使用的个体颜色分量的特定光学数据和接收到的应用适配参数作为输入参数，预测初步颜色配方的颜色，以及其中，通过将初步颜色配方的递归预测颜色与目标颜色进行比较，直到给定成本函数下降到低于给定阈值，计算颜色分量的优化浓度。
[0064]
本发明的第三方面涉及一种用于预测目标涂料涂层的反射率数据的计算机实现的方法，其中，目标涂料涂层将使用给定的目标涂料应用过程应用在基底上。所提出的方法
使用在处理器上运行的颜色预测物理模型，以及包括个体颜色分量的特定光学数据的数据库，根据具有已知参考颜色配方的已知参考涂料涂层和已知测量参考颜色来分别确定个体颜色分量的特定光学数据，其中，参考涂料涂层分别使用参考涂料应用过程应用到基底上。该方法至少包括以下步骤：
[0065]
a.经由至少一个接口，接收目标涂料涂层的颜色配方的数据，
[0066]
b.从数据库检索在目标涂料涂层的颜色配方中使用的个体颜色分量的特定光学数据，
[0067]
c.经由至少一个接口，接收(目标)应用适配参数，该参数是手动输入的、从存储库检索的、和/或使用如本文所描述的方法所计算的，
[0068]
d.使用在处理器上实现和运行的物理模型来计算目标涂料涂层的反射率数据，其中，将接收到的目标涂料涂层的颜色配方的数据、检索到的在颜色配方中使用的个体颜色分量的特定光学数据、和接收到的目标应用适配参数作为输入参数输入到模型中，以及使所预测的目标涂料涂层的反射率数据在处理器中可用，用于进一步用于涂料配方计算和/或用于汽车涂料和/或汽车修补涂层的开发。
[0069]
如先前已经提到的，根据本发明，用于预测涂料涂层的反射特性(与参考涂料应用过程相关)，即用于预测涂料涂层的颜色的物理模型用附加的应用适配模块来扩展：附加的应用适配模块与物理模型交互工作，并且被配置为将预测的反射率数据适于给定的目标涂料应用过程。附加模块可通过输入(目标)应用适配参数进行配置。
[0070]
本发明的第四方面涉及一种计算机实现的方法，用于使用在处理器上运行的颜色模拟算法和包括个体颜色分量的特定光学数据的数据库来对可用的涂料应用过程进行颜色模拟，个体颜色分量的特定光学数据分别根据具有已知参考颜色配方的已知参考涂料涂层和已知测量参考颜色来确定，其中，参考涂料涂层分别使用参考涂料应用过程应用到基底上。该模拟方法旨在确定目标涂料涂层的给定目标颜色是否可利用可用的涂料应用过程产生，该方法至少包括：
[0071]-经由至少一个接口，接收给定目标颜色，
[0072]-从数据库检索在目标涂料涂层的颜色配方中使用的个体颜色分量的特定光学数据，
[0073]-经由至少一个接口，接收用于可用涂料应用过程的应用适配参数，该参数是手动输入的、从存储库检索的、和/或使用如本文所描述的方法计算的，
[0074]-使用检索到的目标涂料涂层的颜色配方中使用的个体颜色分量的特定光学数据和接收到的应用适配参数作为用于颜色模拟算法的输入参数，计算具有个体颜色分量相对于目标颜色的优化浓度的颜色配方，以及当所计算的颜色配方的相应涂料涂层使用可用的涂料应用过程被应用在基底上时，预测与所计算的颜色配方相关联的颜色，
[0075]-特别地通过确定颜色距离，将所预测的颜色与目标颜色进行比较，以及
[0076]-如果所预测的颜色与目标颜色之间的差异在给定的公差范围内，特别地，如果颜色距离在给定的公差范围内，则指示目标颜色可利用可用的涂料应用过程产生。
[0077]
本发明还涉及一种系统，至少包括：
[0078]-数据库，其包括个体颜色分量，诸如颜料和/或颜料类，以及与相应的个体颜色分量相关联的特定光学数据，个体颜色分量的特定光学数据是根据具有已知参考颜色配方的
已知参考涂料涂层和已知测量参考颜色来确定的，参考涂料涂层分别使用参考涂料应用过程应用于基底，
[0079]-至少一个计算机处理器，其与数据库通信连接，并且被编程为执行根据前述权利要求中的任一项所述的方法。
[0080]
该系统还可包括输入设备，该输入设备被配置为经由诸如usb的适当接口接收数据的输入。这样的输入设备可以是计算机键盘、麦克风、视频相机、数据载体或其任何组合。该系统还可包括输出设备，该输出设备被配置为输出并且特别地显示通过执行上述方法中的一个计算的相应结果。输出设备是至少包括以下各项的组中的一个：声学设备、触觉设备、显示设备及其任何组合。输出设备经由相应的接口与至少一个计算机处理器通信连接。
[0081]
此外，本发明涉及一种具有计算机程序的非暂态计算机可读介质，该计算机程序具有被配置和编程的程序代码，当计算机程序由至少一个计算机处理器加载和执行时，该计算机处理器与包括诸如颜料和/或颜料类的个体颜色分量和与相应的个体颜色分量相关联的特定光学数据的数据库通信连接。个体颜色分量的特定光学数据根据具有已知参考颜色配方的已知参考涂料涂层和已知测量参考颜色来确定，参考涂料涂层分别使用参考涂料应用过程应用到基底上，以执行如本文所描述的方法中的任一个。
[0082]
不同组件之间的通信连接中的每一个可以分别是直接连接或间接连接。每个通信连接可以是有线或无线连接。可以使用每个适合的通信技术。数据库和至少一个计算机处理器各自可包括用于彼此通信的一个或多个通信接口。这样的通信可以使用有线数据传输协议来执行，诸如光纤分布式数据接口(fddi)、数字用户线(dsl)、以太网、异步传输模式(atm)或任何其他有线传输协议。可替代地，通信可以无线经由使用各种协议中的任一种的无线通信网络，诸如通用分组无线电服务(gprs)、通用移动电信系统(umts)、码分多址(cdma)、长期演进(lte)、无线通用串行总线(usb)、和/或任何其他无线协议。相应的通信可以是无线和有线通信的组合。
[0083]
适合于存储计算机程序指令(即程序代码)和数据的计算机可读介质包括所有形式的非易失性存储器和存储器设备，包括例如半导体存储器设备，诸如可擦可编程只读存储器(eprom)、电可擦可编程只读存储器(eeprom)和闪存设备；磁盘，诸如内部硬盘或可移动磁盘；磁光盘；光盘；以及cd-rom、dvd+r、dvd-r、dvd-ram和dvd-rom盘或它们中的一个或多个的组合。这样的存储器设备可以存储各种对象或数据，包括高速缓存、类、应用、备份数据、作业、网页、网页模板、数据库表、存储动态信息的存储库、以及包括任何参数、变量、算法、指令、规则、约束和/或对其的引用的任何其他适当信息。此外，存储器可包括任何其他适当的数据，诸如策略、日志、安全性或访问数据、报告文件以及其他。计算机处理器和存储器可以由专用逻辑电路补充或者并入专用逻辑电路中。
[0084]
计算机程序指令可以是程序软件、软件应用、模块、软件模块、脚本或代码，以及可以以任何形式的编程语言编写，包括编译或者解译语言、说明性或者过程性语言，并且可以以任何形式部署，包括单独程序或作为模块、组件、子例程或适合在计算环境中使用的其他单元。在一个实施例中，本公开的计算机可执行指令(即程序代码)以html、ts(typescript)以及css(级联样式表)编写。
[0085]
计算机程序可以但不需要对应于相应文件系统中的文件。计算机程序可以被存储在保持其他程序或数据(例如，被存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)的文件的一部
分中、在专用于讨论中的计算机程序的单个文件中或在多个协作文件中(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码的部分的文件)。计算机程序可以被部署成在一个计算机上执行，或者在被定位在一个地点处或跨多个地点分布并且通过通信网络互连的多个计算机上执行。计算机程序的部分可以被设计为通过各种对象、方法或其他过程实现各种特征和功能的单独模块。可替代地，计算机程序可以相反酌情包括多个子模块、第三方服务、组件、库等。相反，各种组件的特性和功能可以适当地组合成单个组件。
[0086]
适合于执行本公开的方法的系统可以基于通用或专用微处理器、两者或任何其他种类的cpu。通常，cpu将从只读存储器(rom)或随机存取存储器(ram)或两者接收指令和数据。系统的基本元件是用于执行或执行指令(即程序代码)的cpu以及用于存储指令(即程序代码)和数据的一个或多个存储器设备(诸如数据库)。通常，系统包括至少一个存储器设备，或者可操作地耦接到至少一个存储器设备，并且被配置为从用于存储数据的一个或多个存储器设备接收数据或将数据传送到用于存储数据的一个或多个存储器设备或两者，至少一个存储器设备可包括例如磁盘、磁光盘或光盘。然而，系统不需要具有这样的存储器设备。而且，系统可以被嵌入在另一设备中，例如移动电话、个人数字助理(pda)、或便携式存储设备，例如通用串行总线(usb)闪盘驱动器，等等。
[0087]
如本文所描述的应用适配方法的一个主要方面是将现有颜色匹配和调整方法单独地适配到特定客户的目标涂料应用过程，例如适配到特定oem客户的参考涂料应用过程。它允许在第一次匹配中已经考虑特定的特性(类似例如颜料中的效果颜料的特殊亮度或颜色翻转特性)。从头开始的匹配可以更接近给定目标颜色。颜色匹配过程可以更快地收敛。可以减少用于颜色开发和用于客户服务匹配的实验室工作。
[0088]
用于新开发的应用适配方法的进一步的潜在用例是：
[0089]
·
通过特定的涂料应用过程喷涂的现有颜色的数据分析，分别由单独喷涂器；校准数据的生成，分别单独喷涂器的喷涂轮廓：校准数据/喷涂轮廓可以用作目标应用适配参数，以便优化用于对应涂料应用过程的配方；这将直接改进当前的颜色开发过程以及未来的颜色匹配。
[0090]
·
关于颜色开发过程内的统计和系统应用过程变化的现有颜色的数据分析：目的是提取关于涂料应用过程的可重复性的信息；该信息可以有助于改进颜色开发过程和/或导出关于颜色调整过程的终点的标准，分别是以下颜色调整步骤有多远的意义。
[0091]
以下描述在一种或多种特定实施方式的上下文中呈现和提供。对所公开的实施方式的各种修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的，并且在不脱离本公开的范围的情况下，本文所定义的一般原理可以应用于其他实施方式和应用。
[0092]
本公开中描述的主题和功能操作的实施方式可以在数字电子电路中、在有形体现的计算机软件中、在计算机硬件中实现，包括本公开中所公开的结构及其结构等同物，或者以它们中的一个或多个的组合。本公开中所描述的主题的实施方式可以被实现为一个或多个计算机程序，即，被编码在有形非暂态计算机可读介质上用于由至少一个计算机处理器执行的计算机程序指令的一个或多个模块。替代地或者附加地，计算机程序指令可以被编码在人工生成的传播信号上，例如，机器生成的电、光或电磁信号，其被生成以编码信息用于传输到适合的接收机设备用于由至少一个计算机处理器执行。计算机存储介质可以是机器可读存储设备、机器可读存储基底、随机或串行访问存储器设备、或它们中的一个或多个
的组合。
[0093]
本公开的主题的一种或多种实施方式的细节在附图和描述中阐述。主题的其他特征、方面和优点将从描述、附图和权利要求变得显而易见。
附图说明
[0094]
图1示出了示出根据本发明的用于提供应用适配参数的方法的实施例的示意性框图；
[0095]
图2示出了示出根据本发明的用于颜色匹配的方法的实施例的示意性框图；
[0096]
图3示出了示出根据本发明的用于颜色匹配的方法的另一实施例的示意性框图；
[0097]
图4示出了示出根据本发明的用于颜色调整的方法的实施例的示意性框图；
[0098]
图5示出了示出根据本发明的用于颜色模拟的方法的实施例的示意性框图。
具体实施方式
[0099]
相同的单元或组件跨所有附图提供有相同的附图标记。
[0100]
图1示出了根据本发明的系统的实施例。该系统包括计算机处理器110和数据库120。数据库120包括个体颜色分量，着色剂1、着色剂2、着色剂3、...、着色剂n，诸如颜料和/或颜料类，以及与相应的个体颜色分量相关联的特定光学数据，常数1、常数2、常数3、...、常数n，个体颜色分量的特定光学数据根据具有已知参考颜色配方的已知参考涂料涂层和已知测量参考颜色来确定，参考涂料涂层分别使用参考涂料应用过程被应用到基底上。计算机处理器110与数据库120通信连接，并且被编程为执行如本文所描述的用于提供应用适配参数的方法的实施例。这样的应用适配参数用于补偿给定目标涂料应用过程对颜色匹配方法的影响和/或考虑给定目标涂料应用过程在颜色预测方法内的影响。
[0101]
可以分别基于现有样本涂料涂层101的现有着色步骤的数据来计算应用适配参数。
[0102]
使用给定的目标涂料应用过程将这些样本涂料涂层101应用在基底上。测量样本涂料涂层101的相应颜色103。提供了相应样本涂料涂层的相应颜色配方102的数据。相应的颜色配方102指定了所有包括的着色剂，着色剂1、着色剂2、着色剂3、
……
着色剂n及其相应的浓度c1、c2、c3、
…
、cn。
[0103]
经由计算机处理器110的至少一个接口111接收样本涂料涂层101的颜色配方102的数据。此外，经由计算机处理器110的至少一个接口111接收样本涂料涂层101的测量颜色103。
[0104]
在计算机处理器110上提供并实现了数值方法130和物理模型140。数值方法130被配置为通过从给定的初始应用适配参数集合开始最小化给定成本函数来优化应用适配参数。初始应用适配参数是中性参数。这意味着初始应用适配参数的使用产生与使用参考涂料应用过程的颜色预测相等的颜色预测。给定的成本函数被选择为现有样本涂料涂层101中的相应一个的测量颜色103与相应样本涂料涂层的预测颜色之间的颜色距离。物理模型被配置为通过使用相应样本涂料涂层的颜色配方102、在相应样本涂料涂层的颜色配方102中使用的个体颜色分量的特定光学数据、以及导致优化过程的相应初步应用适配参数作为输入参数，预测相应样本涂料涂层的颜色。从数据库120检索特定光学数据。如先前已经提
到的，着色剂的特定光学特性是基于具有已知配方和已知反射率数据的现有下降/试样的数据来确定的，这些数据全部通过常见的参考涂料应用过程应用在基底上。因此，物理模型的颜色预测与该参考涂料应用方法有关。着色剂的特定光学常数/数据包括参考涂料应用过程对最终涂料层的反射特性的影响。
[0105]
通过使用计算机处理器110并使用在计算机处理器110上实现和运行的数值方法130和物理模型140，通过针对样本涂料涂层将样本涂料涂层的相应一个的递归预测的颜色与相应一个样本涂料涂层的测量颜色103进行比较，直到给定成本函数下降到低于给定阈值，计算应用适配参数105。
[0106]
使计算的优化的应用适配参数105可用，并且可选地经由诸如显示器的输出设备上的另一接口112输出。这些计算的优化的应用适配参数105是用于一个特定目标涂料应用过程的特征。该方法可以针对多个不同的给定目标涂料应用过程执行，其中，针对多个不同的给定目标涂料应用过程中的相应一个计算的相应的应用适配参数然后可以可检索地存储在存储库中，并且被分配给多个不同的给定目标涂料应用过程中的相应一个作为过程特定的应用适配参数。然后，可以根据请求随时从存储库检索这些特定过程的应用适配参数。
[0107]
匹配过程从从头开始匹配或在配方数据库中搜索给定目标颜色201开始。
[0108]
物理模型240的颜色预测总是与参考涂料应用过程相关，因为物理模型240使用数据库220作为用于颜色预测的基础。数据库220包括个体颜色分量，着色剂1、着色剂2、着色剂3、...、着色剂n，诸如颜料和/或颜料类，以及与相应的个体颜色分量相关联的特定光学数据，常数1、常数2、常数3、...、常数n。着色剂的特定光学特性是基于具有已知配方和已知反射率数据的现有下降/试样的数据来确定的，这些数据全部通过常见的参考涂料应用过程应用在基底上。着色剂的特定光学常数包括参考涂料应用过程对最终涂料层的反射特性的影响。然而，如果您正在寻找其颜色与目标颜色201匹配的涂料涂层的配方202，其中，涂料涂层将使用除参考涂料应用过程之外的目标涂料应用过程应用在基底上，必须考虑目标涂料应用过程与参考涂料应用过程相比较的特性。
[0109]
因此，使用物理模型240对要找到的涂料涂层的颜色的预测用附加的应用适配模块来扩展：附加的应用适配模块与物理模型240交互工作，并且被配置为将预测的反射率数据适于目标涂料应用过程。附加模块可通过输入目标应用适配参数205来配置，该参数如图1中示例性描述的那样被计算。这些应用适配参数205描述了目标涂料应用过程与相应的参考涂料应用过程相比较之间的差异。用于应用适配参数的示例是：
[0110]
·
涂料层厚度适配：更厚/更薄
[0111]
(适用于非隐藏涂料层；调整涂料层的隐藏力)
[0112]
·
效果薄片取向适配：更好/更差的薄片取向
[0113]
(适用于效果颜色；调整涂料层的亮度/颜色翻转行为)
[0114]
·
固体着色剂的有效性：更有效/更无效
[0115]
(调整固体着色剂的着色强度差异，这可能是例如由剪切效应或由团聚体引起的)
[0116]
·
效果着色剂的有效性：更有效/更无效
[0117]
(调整效果着色剂的反射能力差异，这可能是由过度喷涂损失或沉降或离开效果引起的)
[0118]
目标颜色201和目标应用适配参数205由物理模型240经由接口211接收，物理模型
240在计算机处理器上实现并运行。为了确定当使用目标涂料应用过程应用在基底上时其颜色与目标颜色201匹配的涂料涂层的配方202，物理模型240使用目标颜色201、目标应用适配参数205和来自数据库220的可用着色剂的特定光学常数来计算优化配方202，该优化配方202指定了所有包括的着色剂，着色剂1、着色剂2、着色剂3、
……
着色剂n及其相应的浓度c1、c2、c3、
…
、cn。当使用目标涂料应用过程应用时，该配方202及其预测颜色206可以经由输出设备上的接口212被输出。
[0119]
匹配过程从从头开始匹配或在配方数据库中搜索给定目标颜色301开始。
[0120]
第一解通常与目标颜色301不够接近。因此，物理模型340与数值方法(即数值优化算法330)组合使用，以通过迭代获得优化的配方302。物理模型340再次使用数据库320作为用于颜色预测的基础。数据库320包括个体颜色分量，着色剂1、着色剂2、着色剂3、...、着色剂n，诸如颜料和/或颜料类，以及与相应的个体颜色分量相关联的特定光学数据，常数1、常数2、常数3、...、常数n。着色剂的特定光学特性是基于具有已知配方和已知反射率数据的现有下降/试样的数据来确定的，这些数据全部通过常见的参考涂料应用过程应用在基底上。然而，如果您正在寻找其颜色与目标颜色301匹配的涂料涂层的配方302，其中，涂料涂层将使用除参考涂料应用过程之外的目标涂料应用过程应用在基底上，通过提供如图1中示例性描述的计算的目标应用适配参数305来考虑目标涂料应用过程与参考涂料应用过程相比较的特性。
[0121]
目标颜色301和目标应用适配参数305由计算机处理器310经由接口311接收，物理模型340和数值优化算法330在计算机处理器310上实现并运行。为了确定当使用目标涂料应用过程应用在基底上时其颜色与目标颜色301匹配的涂料涂层的配方302，使用目标颜色301、目标应用适配参数305和来自数据库320的可用着色剂的特定光学常数并且迭代地确定优化的配方302。配方302指定了所有包括的着色剂，着色剂1、着色剂2、着色剂3、
……
着色剂n及其相应的浓度c1、c2、c3、
…
、cn。当使用目标涂料应用过程应用时，该配方302及其预测颜色306可以经由输出设备上的接口312输出。预测颜色306由在使用目标涂料应用过程应用在基底上时的优化配方302的真实颜色307和对应于模型偏差309的系统偏差308组成。由于在计算中包括了目标应用适配参数305，因此不存在涂料应用过程偏差309*。
[0122]
匹配过程从从头开始匹配或在配方数据库中搜索给定目标颜色301开始。
[0123]
如先前已经指示的，第一解401通常与目标颜色301不够接近。在考虑针对第一解401的预测反射率数据(即预测颜色406)和测量反射率数据403之间的偏移410的情况下，应用第一解401的调整。
[0124]
因此，调整的配方是目标颜色301和第一解401的预测反射率数据406与测量反射率数据403之间的偏移410的函数。如果第一解401的测量反射率数据403包括由涂料应用过程内的变化引起的偏差，则该误差将在迭代颜色匹配过程中传播到下个配方中。
[0125]
因此，提出通过考虑已经在第一迭代步骤中的涂料应用过程的多样性，即当考虑第一解401时，避免这样的涂料应用过程偏差309*。
[0126]
根据第一解401来计算与涂料应用过程无关的偏移410。第一解401的颜色配方402是已知的。使用目标涂料应用过程将第一解401作为涂料涂层应用在基底上，并且测量其颜色。提供了第一解401的测量颜色403。此外，物理模型340用于根据已知配方402预测第一解401的颜色。由于物理模型340使用数据库320并且因此与参考涂料应用过程相关，因此通过
将物理模型340与目标应用适配参数305组合来考虑目标涂料应用过程。现在基于以下假设来预测第一解401的预测颜色406：使用目标涂料应用过程将底层配方402作为涂料涂层应用在基底上。因此，测量颜色403和预测颜色406两者涉及相同的目标涂料应用过程。因此，作为测量颜色403与预测颜色406之间的差异的偏移410独立于下面的目标涂料应用过程。该偏移410现在可以用于迭代调整过程，并且经由接口311作为进一步的输入参数提供给物理模型340。
[0127]
图5示意性地示出了根据本发明的用于预测目标涂料涂层的反射率数据的计算机实现的方法的实施例。目标涂料涂层将使用给定的目标涂料应用过程应用在基底上。所提出的方法使用颜色预测模型，即在计算机处理器上运行的物理模型540(如已经结合上述附图描述的)，以及数据库520(如已经结合上述附图描述的)，该数据库520包括个体颜色分量，着色剂1、着色剂2、着色剂3、
…
、着色剂n，诸如颜料和/或颜料类，以及与相应的个体颜色分量相关联的特定光学数据，常数1、常数2、常数3、
…
、常数n，个体颜色分量的特定光学数据分别根据具有已知参考颜色配方的已知参考涂料涂层和已知测量参考颜色来确定，其中，参考涂料涂层分别使用参考涂料应用过程应用到基底上。根据所提出的方法，由计算机处理器经由至少一个接口511接收目标涂料涂层的颜色配方502的数据。从数据库520检索在目标涂料涂层的颜色配方502中使用的个体颜色分量的特定光学数据。配方502指定了所有包括的着色剂，着色剂1、着色剂2、着色剂3、
……
着色剂n及其相应的浓度c1、c2、c3、
…
、cn。经由至少一个接口511接收目标应用适配参数505，以便考虑使用目标涂料应用过程将目标涂料涂层应用在基底上。目标应用适配参数505可以手动输入、从存储库检索、和/或使用如例如图1中所描述的方法计算。使用在计算机处理器上实现并运行的物理模型540来计算目标涂料涂层的反射率数据。目标涂料涂层的预测反射率数据506在计算机处理器中可用，用于进一步用于涂料配方计算和/或用于汽车涂层和/或汽车修补涂层的开发。预测的颜色506可以经由接口512输出，例如，在显示器上。
[0128]
如先前已经提到的，根据本发明，用于预测涂料涂层的反射特性(与参考涂料应用过程相关)，即用于预测涂料涂层的颜色的物理模型540用附加的应用适配模块来扩展，其被配置为将预测反射率数据适配到给定目标涂料应用过程。附加模块可通过输入(目标)应用适配参数505可配置。
[0129]
参考标记列表
[0130]
101 样本
[0131]
102 样本的配方
[0132]
103 样本的测量颜色
[0133]
105 应用适配参数
[0134]
110 计算机处理器
[0135]
111(输入)接口
[0136]
112(输出)接口
[0137]
120 数据库
[0138]
130 数值优化算法
[0139]
140 物理模型
[0140]
201 目标颜色
[0141]
202 优化目标配方
[0142]
205 目标应用适配参数
[0143]
206用于目标应用过程的预测颜色
[0144]
211(输入)接口
[0145]
212(输出)接口
[0146]
220 数据库
[0147]
240 物理模型
[0148]
301 目标颜色
[0149]
302 优化目标配方
[0150]
305 目标应用适配参数
[0151]
306用于目标应用过程的预测颜色
[0152]
307用于目标应用过程的真实颜色
[0153]
308 系统偏差
[0154]
309 模型偏差
[0155]
309*应用过程偏差
[0156]
310计算机处理器
[0157]
311(输入)接口
[0158]
312(输出)接口
[0159]
320 数据库
[0160]
330 数值优化算法
[0161]
340 物理模型
[0162]
401 样本涂层
[0163]
402 样本配方
[0164]
403 测量样本颜色
[0165]
406用于目标应用过程的预测样本颜色
[0166]
410 偏移
[0167]
502 目标配方
[0168]
505 目标应用适配参数
[0169]
511(输入)接口
[0170]
512(输出)接口
[0171]
520 数据库
[0172]
540物理模型

技术特征：
1.一种用于提供应用适配参数(105，205，305，505)以补偿给定的目标涂料应用过程对颜色匹配方法的影响和/或考虑给定的目标涂料应用过程在颜色预测方法内的影响的方法，所述方法使用包括个体颜色分量的特定光学数据的数据库(120，220，320，520)，所述个体颜色分量的所述特定光学数据根据具有已知参考颜色配方的已知参考涂料涂层和已知测量参考颜色来确定，所述参考涂料涂层分别使用参考涂料应用过程被应用在基底上，所述方法包括：a.使用所述给定的目标涂料应用过程在基底上应用样本涂料涂层(101，401)，b.经由至少一个计算机处理器的至少一个接口(111，211，311，511)，接收所述样本涂料涂层的颜色配方的数据，c.从所述数据库(120，220，320，520)检索在所述样本涂料涂层(101，401)的所述颜色配方中使用的个体颜色分量的特定光学数据，d.经由所述至少一个接口(111，211，311，511)，接收使用所述给定的目标涂料应用过程而被应用在所述基底上的所述样本涂料涂层(101，401)的测量颜色(103，403)，e.提供数值方法(130，330)和物理模型(140，240，340，540)，其中，所述数值方法被配置为通过从给定的初始应用适配参数集合开始最小化给定的成本函数来优化应用适配参数，所述给定的成本函数特别地被选择为所述测量颜色(103，403)与所述样本涂料涂层(101，401)的预测颜色之间的颜色距离，以及所述物理模型(140，240，340，540)被配置为通过使用所述样本涂料涂层(101，401)的所述颜色配方(102，402)和所检索到的在所述样本涂料涂层(101，401)的所述颜色配方(102，402)中使用的所述个体颜色分量的特定光学数据以及导致优化过程的相应的初步应用适配参数作为输入参数，预测所述样本涂料涂层(101，401)的颜色，f.使用所述至少一个计算机处理器(110，310，510)并使用在所述处理器(110，310，510)上实现和运行的所述数值方法(130，330)和所述物理模型(140，240，340，540)，通过将所述样本涂料涂层(101，401)的递归预测的颜色与所述样本涂料涂层(101，401)的所述测量颜色(103，403)进行比较，直到所述给定的成本函数下降到低于给定阈值，计算所述应用适配参数。2.根据权利要求1所述的方法，其针对多个不同的给定的目标涂料应用过程被执行，其中，针对所述多个不同的给定的目标涂料应用过程中的相应的给定的目标涂料应用过程计算的相应的应用适配参数(105，205，305)被可检索地存储在存储库中，并且被分配给所述多个不同的给定的目标涂料应用过程中的相应的给定的目标涂料应用过程作为过程特定的应用适配参数。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，从一组可用的涂料应用过程中选择所述给定的目标涂料应用过程，所述可用的涂料应用过程中的每一个可用的涂料应用过程被分配一组过程特定的应用适配参数，其中，每个应用适配参数考虑相应的变量，所述变量相对于所述参考涂料应用过程随着相应的涂料应用过程而变化，以及其中，每个应用适配参数对于所述可用的涂料应用过程中的每一个可用的涂料应用过程具有过程特定值。4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中，每个应用适配参数(105，205，305，505)被分配给多个不同的适配度量中的适配度量，所述多个不同的适配度量包括以下各项中的至少一项：层厚度适配，效果薄片取向分布的适配，固体颜色分量有效性的适配，效果颜色分量
有效性的适配。5.一种使用在至少一个计算机处理器(110，310)上运行的颜色配方计算算法和如在权利要求1至4中的任一项中介绍的数据库(120，220，320，520)的计算机实现的颜色匹配方法，用于确定用于目标涂料涂层的目标颜色配方(202，302)，所述目标涂料涂层在使用给定的目标涂料应用过程被应用在基底上时与给定目标颜色(201，301)相匹配，所述方法包括：-经由所述至少一个计算机处理器的至少一个接口(211，311)，接收所述给定目标颜色(201，301)，-经由所述至少一个接口(211，311)，接收使用根据权利要求1至4中的任一项所述的方法计算的应用适配参数(205，305)，-使用所述给定目标颜色(201，301)和所接收的应用适配参数(205，305)作为用于所述颜色配方计算算法的输入参数，计算具有个体颜色分量的优化浓度的颜色配方(202，302)，作为当所述目标涂料涂层使用所述给定的目标涂料应用过程被应用在基底上时用于所述目标涂料涂层的目标颜色配方。6.根据权利要求5所述的方法，其中，通过数值方法(330)和物理模型(340)来实现所述颜色配方计算算法，其中，所述数值方法(330)被配置为通过从给定的初始颜色配方开始最小化给定的成本函数来优化初步颜色配方的个体颜色分量相对于所述目标颜色(201，301)的浓度，所述给定的成本函数特别地被选择为所接收的目标颜色与所述初步颜色配方的预测颜色之间的颜色距离，以及所述物理模型(240，340)被配置为通过使用在所述初步颜色配方中使用的所述个体颜色分量的浓度、在所述颜色配方中使用的所述个体颜色分量的特定光学数据和所接收的应用适配参数(205，305)作为输入参数，预测所述初步颜色配方的颜色，以及其中，通过将所述初步颜色配方的递归预测的颜色与所述目标颜色(201，301)进行比较，直到所述给定的成本函数下降到低于给定阈值，计算所述颜色分量的所述优化浓度。7.一种用于使用在至少一个计算机处理器上运行的颜色预测物理模型和如在权利要求1至4中的任一项中描述的数据库来预测目标涂料涂层的反射率数据的计算机实现的方法，所述目标涂料涂层将要使用给定的目标涂料应用过程被应用在基底上，所述方法包括：a.经由所述至少一个计算机处理器的至少一个接口(511)，接收所述目标涂料涂层的颜色配方(502)的数据，b.从所述数据库(520)检索在所述目标涂料涂层的所述颜色配方(502)中使用的个体颜色分量的特定光学数据，c.经由所述至少一个接口(511)，接收应用适配参数(505)，所述应用适配参数(505)是根据根据权利要求1至4中的任一项所述的方法提供的，d.使用在所述至少一个计算机处理器上实现和运行的物理模型(540)来计算所述目标涂料涂层的所述反射率数据(506)，其中，所接收的所述目标涂料涂层的所述颜色配方(502)的数据、所检索到的在所述颜色配方(502)中使用的所述个体颜色分量的特定光学数据、以及所接收的应用适配参数(505)作为输入参数被输入到所述物理模型(540)中，以及使所预测的所述目标涂料涂层的反射率数据(506)在所述至少一个计算机处理器中可用，以供进一步用于涂料配方计算和/或用于汽车涂层和/或汽车修补涂层的开发。8.一种使用在至少一个计算机处理器上运行的颜色模拟算法和如在权利要求1至4中
的任一项所述的数据库的针对可用的涂料应用过程进行颜色模拟的计算机实现的方法，用于确定目标涂料涂层的给定目标颜色是否可用所述可用的涂料应用过程来产生，所述方法包括：-经由所述至少一个计算机处理器的至少一个接口，接收所述给定目标颜色，-从所述数据库检索在所述目标涂料涂层的颜色配方中使用的个体颜色分量的特定光学数据，-经由所述至少一个接口，接收用于所述可用的涂料应用过程的应用适配参数，所述应用适配参数是使用根据权利要求1至4中的任一项所述的方法计算的，-使用所检索到的在所述目标涂料涂层的所述颜色配方中使用的所述个体颜色分量的特定光学数据和所接收的应用适配参数作为用于所述颜色模拟算法的输入参数，计算具有所述个体颜色分量相对于所述目标颜色的优化浓度的颜色配方，以及当所计算的颜色配方的相应的涂料涂层使用所述可用的涂料应用过程被应用在基底上时，预测与所计算的颜色配方相关联的颜色，-特别地通过确定颜色距离，将所预测的颜色与所述目标颜色进行比较，以及-如果所预测的颜色与所述目标颜色之间的差异在给定的公差范围内，特别地，如果所述颜色距离在给定的公差范围内，则指示所述目标颜色可用所述可用的涂料应用过程来产生。9.一种系统，至少包括：-数据库(120，220，320，520)，其包括个体颜色分量，诸如颜料和/或颜料类，以及与相应的个体颜色分量相关联的特定光学数据，所述个体颜色分量的所述特定光学数据是根据具有已知参考颜色配方的已知参考涂料涂层和已知测量参考颜色来确定的，所述参考涂料涂层分别使用参考涂料应用过程被应用于基底，-至少一个计算机处理器(310)，其与所述数据库(120，220，320，520)通信连接，并且被编程为执行根据前述权利要求中的任一项所述的方法。10.一种具有计算机程序的非暂态计算机可读介质，所述计算机程序具有程序代码，所述程序代码被配置和编程为当所述计算机程序由至少一个计算机处理器(310)加载和执行时执行根据权利要求1至8中的任一项所述的方法，所述计算机处理器(310)与数据库(120，220，320，520)通信连接，所述数据库包括诸如颜料和/或颜料类的个体颜色分量和与相应的个体颜色分量相关联的特定光学数据，所述个体颜色分量的所述特定光学数据是根据具有已知参考颜色配方的已知参考涂料涂层和已知测量参考颜色来确定的，所述参考涂料涂层分别使用参考涂料应用过程被应用于基底。

技术总结
本发明涉及一种用于提供应用适配参数(105)以补偿给定目标涂料应用过程对颜色匹配方法的影响和/或考虑给定目标涂料应用过程在颜色预测方法内的影响的计算机实现的方法。颜色预测方法内的影响的计算机实现的方法。颜色预测方法内的影响的计算机实现的方法。


技术研发人员：G
受保护的技术使用者：巴斯夫涂料有限公司
技术研发日：2021.12.07
技术公布日：2023/8/9