纺织品色牢度试验数字图像技术评级(T-CNTAC 10—2018).pdf

团 体 标 准 ICS 59.080.30 W 04 T/CNTAC 102018 纺织品 色牢度试验 数字图像技术评级 TextilesTests for colour fastness Determination of colour fastness grades by digital imaging techniques（ISO 105-A11:2012 MOD）2018-01-02 发布 2018-01-02 实施 中国纺织工业联合会发布 T/CNTAC 102018 I 前 言 本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。本标准修改采用ISO 105-A11:2012纺织品色牢度试验 A11部分：数字图像技术评级标准，本标准与ISO 105-A11:2012的主要差异如下：删除了国际标准中的前言、目录、脚注和参考文献；第2章用我国相应的标准替换国际标准；增加了附录A和附录B中的公式编号。本标准由中国纺织工业联合会科技发展部提出。本标准由中国纺织工业联合会标准化技术委员会归口。本标准起草单位：上海出入境检验检疫局、纺织工业科学技术发展中心、湖北际华新四五印染有限公司。本标准主要起草人：袁志磊、蔡佳仕、白莹、邱双林、隋阳华、朱云涛、张薇薇、徐佩华。本标准版权归中国纺织工业联合会所有。未经许可，不得擅自复制、转载、抄袭、改编、汇编、翻译或将本标准用于其他任何商业目的。T/CNTAC 102018 1 纺织品 色牢度试验 数字图像技术评级 1 范围 本标准给出了色牢度试验中通过数字图像技术对试样变色等级评定（附录 A）和标准贴衬织物沾色等级评定（附录 B）的方法，并规定了数字图像系统的要求。本标准不适用于纺织品耐光色牢度系列试验（不使用灰色样卡评定试样变色）的评级。本标准描述了评定变色和沾色的仪器、设备设置和校准方法。2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 6151 纺织品 色牢度试验 试验通则（GB/T 6151-2016，105 A01:2010,MOD）CIE出版物 S 012/E 颜色测量中评估模拟日光光谱质量的标准方法 CIE出版物 13.3，1995 光源显色性的测量和评定方法 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1 系统灰色 system grey 仪器装置内表面的颜色，以及在拍摄的图像中可看到的仪器部分的颜色。注：该灰色应大致为蒙赛色卡N5和N7之间，并且在D65光源和CIE 1964标准色度观察条件下，CIELAB色度值不超过2.5，CIELAB亮度值在50或702以内。3.2 校验色卡 verification chart 由一系列已知色度值的色块组成的色卡（见附录C）。3.3 系统软件 system software 能够控制和操作数字相机所需的软件。3.4 白板 white tile 其颜色经过认证并可溯源到国家标准的瓷片。3.5 测试区域选择 operator-selected area T/CNTAC 102018 2 系统操作者手动选择参考样和测试样中测试区域的位置和大小，用于变色或沾色的评估。3.6 自动评级 automatic grading 系统软件选择了参考样和测试样的测量区域和大小后自动进行沾色或变色的评估。4 仪器设备 4.1 通则 该测试装置中有一台经检定的数码相机（4.2），其装在灯箱（4.3）的上方，灯箱能够提供可控的和持续的照明环境，试样可以单独进行评级，也可以根据测试类型对一组试样同时进行评级，操作人员应手工选择测试区域。该装置可以对试样上的测试区域(3.5)进行自动评级（3.6）。该设备应依据制造商的使用说明进行维护、校准或检定。4.2 数码相机 4.2.1 数码相机规格 4.2.1.1 像素 数码相机的有效分辨率应不低于 300 万像素。4.2.1.2 焦距 数码相机应能拍摄到整个试样的评定区域，为了确保图像的质量，可调整相机的焦距以获得合适的图像，此为光学方法，而不是数字方法。4.2.1.3 计算机连接 数码相机应能与计算机连接，并通过计算机能够获取图像、下载文件和控制相机。4.2.1.4 相机设置 系统软件（3.3）应能控制相机所有常规的设置和快门操作，有储存功能，并且能设置不同评级要求的操作条件。4.2.2 相机的安装 相机应安装在灯箱（4.3）的顶部，位于试样的正上方，能够调节相机镜头的位置，使其垂直对着试样评级的区域。相机的安装高度应能保证通过适当调节相机的焦距可获取整个评级区域的图像。4.2.3 相机的校验 4.2.3.1 通则 相机的校验是为了确定相机输出图像中每个像素 CIE XYZ 数值的准确性，这个校验结果会被应用到随后获取图像的数字评级中，相机的校准可采用附录 C 规定的数字校验色卡。4.2.3.2 校验间隔 下列情况需校验：T/CNTAC 102018 3 系统启动后；相机的设置改变后；在制造商建议的校验时间间隔后。4.2.3.3 校验时间 系统软件应记录当前相机校验的时间和日期，并可查阅，当校准时间过期，系统软件应能自动提醒使用者进行校验。4.2.3.4 校验性能 校验性能以图像数据的重复性和准确性表示，校验结果以 CIEDE2000 色差的中间值和最大值表示，CIEDE2000 色差为数字校验色卡的已知值和测量值之间的差，系统程序可引导这些校准测试的进行。系统软件应能储存相机当前的各项校验性能参数，以便于使用者获取相机的当前设置。4.2.3.5 准确性测试 数字图像设备（4.2）应该在制造商规定的时间周期内或8小时间隔内进行校验，两者以时间间隔较短的为准。对于校验色卡中的每一个色块，分别采用数字图像法和分光光度法测试其CIEDE2000 色差值。分光光度计应通过白板（3.4）校准，该白板（3.4）的色度值可溯源至国家标准。CIEDE2000色差的中间值和最大值应被记录下来以表示准确性。准确性应同时满足以下要求：CIEDE2000的最大值小于5.0；CIEDE2000的中间值小于1.0。4.2.3.6 重复性测试 重复性测试应该在制造商说明的时间周期内进行。对符合附录 C 要求的校验色卡进行连续 10 次的测量，系统应对所有色块进行测量并记录下来。计算每一个色块的 CIELAB L*,a*,b*,c*和 h 的算术平均值。计算每一个色块的 CIEDE2000 的平均值与单独测量值的差。计算每一个色块的 CIEDE2000 色差的中间值。CIEDE2000 色差的中间值和最大值应被记录下来以表示重复性。重复性应同时满足以下要求：CIEDE2000的最大值小于1.0；CIEDE2000的中间值小于0.4。4.3 光源箱 4.3.1 通则 箱体应符合以下要求：箱壁应是不透光材料制成，能阻隔外部环境的光线；要有足够的区域放置试样；T/CNTAC 102018 4 要有一定的高度以提供均匀的照明；内部结构和表面应使散射光线照明试样区域，而不是光源直接照射；数码相机应按照 4.2.2 进行安装。4.3.2 光源 4.3.2.1 性能要求 该光源应采用 D65 光源，并能够在评估区域表面提供 400lx 到 900lx 的光照度。D65 光源的光谱输出在可见光区域内应至少达到 B 级，并且依据 CIE S 012/E 测量的 CIE 色度坐标值“x”和“y”分别为 0.3130.03 和 0.3290.03，其 CIE 13.3 的彩色显色指数应大于 95。为了保证光源的性能，应在使用一段时间后更换D65光源，一般不超过12个月，或者按照制造商的说明。4.3.2.2 均匀性 在测试区域内光照度的偏离不应超过总的光线输出的4%。4.3.2.3 D65光源 应对D65光源质量及箱体内的光照度进行检查，以确保符合4.3.3的要求。在使用前，应打开D65光源，至少10min后达到稳定。D65光源关闭超过10min以上，在使用前需要进行预热。4.3.3 试样评估区域 试样评估区域的大小不超过300mm210mm，评估区域的中心应处于整个图像的中心位置。在日常使用和维护中，评估区域的表面应具有低光泽度（小于2光泽单位），并保持颜色持久稳定。4.3.4 试样标记 如果使用试样标记，其应为系统灰色（3.1），且不应在评估区域形成投影。T/CNTAC 102018 5 附录A（规范性附录）试样变色程度的评定 A.1 原理 对原样和测试样进行测量，采用测试区域选择（3.5）或自动评级方法（3.6）确定测量位置，依据CIEDE 2000计算二者之间的色差，并通过公式转化为变色灰卡等级。A.2 术语和定义 A.2.1 原样 original specimen GB/T 6151中规定的评定变色用的参照样。A.2.2 测试样 tested specimen 经过色牢度试验的试样。A.2.3 均匀颜色区域 uniform coloured area 颜色均匀的试样测试区域。注：对于该定义，试样的纹理、光泽度或其他可能影响颜色视觉效果的特征应被忽略。A.2.4 非均匀颜色区域 non-uniform coloured area 颜色不均匀的试样测试区域。注：对于该定义，试样的纹理、光泽度或其他可能影响颜色视觉效果的特征应被忽略。A.2.5 多色试样 multi-coloured test specimen 在选定的测试区域内含有多种颜色的试样。A.3 仪器 数字图像装置应按照第4章和附录C所描述进行确认、校验或校准。A.4 试样准备 用订书钉将原样和测试样固定在统一的白纸或卡片上。A.5 程序 T/CNTAC 102018 6 A.5.1 单色试样 A.5.1.1 测量原样的颜色。A.5.1.2 测量试样上所对应的颜色，对于均匀性颜色区域，计算算术平均值。如果试样上的颜色是非均匀性的，可通过双方协议，测量颜色变化最严重的区域。在这种情况下，通过“测试区域选择”（3.5）方法选择颜色变化最严重的区域，而不是全部测试区域，并在报告中注明。A.5.2 多色试样 对于多色试样的每种颜色，重复A.5.1单色试样的测试程序，每种颜色的测试结果需分别报告。A.5.3 软件 该软件应能计算原样和测试样之间的CIEDE2000色差E00、CIEDE2000明度差L00，结果取所选区域所有像素点测试结果的平均值，保留两位小数。A.5.4 等级的计算 A.5.4.1 计算等级 按照公式（A.1）计算变色灰卡等级，结果保留两位小数：GRCEeGRC2.089.388.0（A.1）式中：2002000052.0LEEEGRC 00E的计算中，5.0,0.1CLkk LkDE2000明亮度系数 ckDE2000饱和度系数 A.5.4.2确定灰卡等级 根据表A.1确定颜色变化的灰卡等级，作为结果报告。表 A.1 变色灰卡等级 变色等级的计算值（GRC）变色灰卡等级的报告值 5.00 至 4.75 5 4.74 至 4.25 4-5 4.24 至 3.75 4 3.74 至 3.25 3-4 3.24 至 2.75 3 2.74 至 2.25 2-3 2.24 至 1.75 2 1.74 至 1.25 1-2 1.25 1 A.6 测试报告 T/CNTAC 102018 7 试验报告应包含以下内容：a)本标准的编号；b)试验日期；c)根据表A.1得出的变色灰卡等级，多色试样应分别报告每种颜色的变化等级；d)任何偏离该方法的情况。A.7 试验误差 采用本标准所描述的数字图像装置和变色计算公式能够较好的进行变色等级的评定。通过研究发现，数字图像技术评级的误差大约0.4级，比检测人员目光评级的误差（0.61级）和实验室之间评级的误差（0.53级）更精确。T/CNTAC 102018 8 附录B（规范性附录）试样沾色程度的评定 B.1 原理 对原贴衬和试验后贴衬进行测量，依据CIEDE2000计算二者之间的色差，并通过计算公式转化为沾色灰卡等级。B.2 仪器 数字图像装置应按照第4章和附录C所描述进行确认和校准。B.3 试样 用订书针将贴衬原样和试验后贴衬固定在统一的白色纸或卡片上，可先测量并储存贴衬原样的数据，然后与色牢度试验后贴衬的测试数据进行比较。在一个校准周期内的贴衬试样应为同一批标准贴衬织物。B.4 程序 B.4.1 单色试样 B.4.1.1 测量贴衬原样的颜色，对于多纤维贴衬，应分别测量每种组份的颜色，也可以使用所储存的同一批标准贴衬的数据。然后测量试验后贴衬对应的组份。B.4.1.2 对于均匀性颜色区域，计算算术平均值，如果贴衬上的沾色是非均匀性的，可通过双方协议，测量颜色变化最严重的区域。在这种情况下，通过“测试区域选择”（3.5）方法选择颜色变化最严重的区域，而不是全部测试区域，并在报告中注明。B.4.2 多色试样 对于多色试样的每种颜色，重复B.4.1单色试样的测试程序，每种颜色的测试结果需分别报告。如果试样的不同颜色之间产生了互相沾染在一起的情况，则按照B.4.1测试程序，将整个测试区域作为单色试样进行沾色评级。B.5 计算 B.5.1 计算原贴衬和测试后贴衬之间的CIEDE2000色差E00、CIEDE2000明亮度L00，结果取所选区域所有像素测试结果的平均值，保留两位小数。该计算应基于在D65光源和CIE 1964（或10）标准色度观察者条件下得到数据。B.5.2 沾色灰卡等级通过公式(B.1)计算，结果保留两位小数：T/CNTAC 102018 9)1(474.2061.0191.0GRSEGRSeEGRS(B.1)其中：20020000423.0LEEEGRS 00E的计算中,5.0,0.1CLkk LkDE2000明亮度系数 ckDE2000饱和度系数 B.5.3 根据表B.1确定沾色灰卡等级。表 B.1 沾色灰卡等级 沾色等级的计算值（GRS）沾色灰卡等级 5.00 至 4.75 5 4.74 至 4.25 4-5 4.24 至 3.75 4 3.74 至 3.25 3-4 3.24 至 2.75 3 2.74 至 2.25 2-3 2.24 至 1.75 2 1.74 至 1.25 1-2 1.25 1 B.6 测试报告 试验报告应包含以下内容：a)本标准的编号；b)试验日期；c)根据表B.1得出的沾色灰卡等级，多纤维贴衬应分别报告每个组份的沾色等级,多色试样应分别报告每种颜色的沾色等级；d)任何偏离该方法的情况。B.7 试验误差 采用本标准所描述的数字图像装置（见第4章和附录C）和沾色计算公式能够较好的进行沾色等级的评定。实验室间的检测数据（见附录D）表明：数字图像装置测试的误差为0.29级，检测人员目光评级误差为0.45级。T/CNTAC 102018 10 附录C（规范性附录）校验色卡 C.1 目的 校验色卡是为了将数码相机所拍摄图像的RGB值转换为CIE XYZ值，以便于对图像颜色的测量。C.2 校验色卡中的颜色数量 该色卡应至少有150个不同颜色的色块，以确保在CIE颜色空间内的测量准确性。C.3 校验色卡的颜色参考值测量 用分光光度计（漫射：8，包含镜面成分）测量校验色卡中的每个色块颜色，测量仪器应按照仪器说明书规定至少每年进行一次维护，其性能应通过一系列标准物质的检查，这些标准物质应经过认证和校准，其反射率值可溯源至国家标准。C.4 校验色卡的测量数据 每个色块的反射率数据被记录和储存在系统软件中，作为每次相机校验的参考数据。在每次仪器的周期性维护后，或采用新的校验色卡后，应更换新的光谱数据。C.5 校验色卡的要求 色卡中的每个色块在裁剪之前，应测量其颜色，以确保色卡校验的准确性。每个色块的尺寸应能满足测量软件对每种颜色进行测量的要求，一般约10mm10mm是比较合适的。将色块安装到色卡模板上的时候，应注意避免污染或破坏其表面颜色。每个色块之间应有黑色的边框隔开，边框上粘附一层模板以使其更加坚固，保护校验色卡。C.6 校验色卡的位置 校验色卡应放置在光源箱底部测量区域的中心位置，且其顶部位于在所拍图像的顶部。C.7 校验色卡的更换 校验色卡的正常使用期限是12个月，超过期限后需要更换色卡，然而，当色卡受到损坏或不能正常使用时也应进行更换，其相应的光谱数据文件也应同时更换。T/CNTAC 102018 11 附录D（资料性附录）数字图像技术色牢度评级的国际间联合试验报告摘要 D.1 介绍 整份详细报告已被提交至 ISO TC38/SC 1 N 2476，本部分为报告及结论的一份简短摘要。D.2 试验范围 实验室间的试验分析内容如下：a)目光评估：评估员之间的差异；实验室之间的差异。b)沾色与变色的不同计算公式的效果。c）仪器设备之间的一致性。D.3 方法 D.3.1 实验室及评估员 这个国际间实验室的试验包括 7 个实验室，17 名评估员（技术人员）：中国、韩国、瑞典及法国的实验室中各有 3 人，美国实验室有 1 人，英国及德国的实验室各有 2 人。3 个韩国技术人员进行目光评估后，仅提交了平均值用作分析，因此，其他 14 个人评估的数据都是有效的。在这些试验中，所有评估员在色牢度的目光评级方面都是经过培训且经验丰富的。D.3.2 样品 共有 72 块样本用于沾色评估，48 对样本用于变色评估。染色布样之间具有明度、彩度、色相或者综合性的差异，能够产生 72 个颜色改变的样品。8 组多纤维的样品被染色，可对不同纤维组份产生不同的沾色等级。所有样品都被装订在统一的白卡上，并标识有唯一的编号。要求各实验室以平常的方法对试样进行评级，并用指定的模板报告结果。D.3.3 仪器的评估 颜色测量是一台 GretagMacbeth 7000A 分光光度计和一台 DigiEye 系统，CE7000A 的测量条件为小孔径，包括紫外及镜面光部分。D.3.4 数据分析 在报告中，两组数据之间作一系列的比较，采用均方根公式（RMS）测量两组评估数据之间的不一致性。T/CNTAC 102018 12 D.4 主要发现和结论 1）在评估人员之间，以及实验室之间，对变色牢度的评估存在较大差异，都超过商业上的 0.5 级允差，而对沾色牢度的评估差异是较小的；2)GRC 计算公式明显优于 ISO 变色计算公式，这个发现已被早前的英国试验室所证实；3)GRC 计算公式也明显优于 ISO 沾色计算公式；4)总之，在仪器测量结果中，数字图像法和分光光度计法对变色评估的偏差都比沾色评估的偏差小，后者测量的试样比前者测量的试样更小和更少的均匀性；5）分光光度计法和数字图像法对变色的评估结果与预测评估小组的结果都非常相似。然而，在评估沾色方面，数字图像法比分光光度计法更接近评估小组的结果；6）结果显示出数字图像法具有较高的重复性及再现性。此外，客观评估可消除主观目光评估带来的任何商业影响。结果显示数字图像法能够提供一个客观公正的结果；7）GRC 计算公式是基于 CIEDE2000 的色差公式，而不是 CIELAB 色差公式。