機(jī)器視覺(jué)顏色分析

什么是顏色？有技術(shù)對(duì)這個(gè)問(wèn)題的反應(yīng)，以及更實(shí)際的答案。從技術(shù)上說(shuō)，一個(gè)可以定義一個(gè)特定的顏色作為一個(gè)波長(zhǎng)（或組合的波長(zhǎng)）的能量在電磁波譜一般肉眼可見的。但那真的是“顏色”嗎？實(shí)際上不是。術(shù)語(yǔ)在技術(shù)上除了在感知，沒(méi)有什么意義。當(dāng)然，反射或透射或吸收的光可以分析光譜內(nèi)容。實(shí)際上，一些東西的顏色就是我們所感知到的，它的名稱是我們對(duì)視覺(jué)感知的屬性。

 

識(shí)別或分化

從人類的角度來(lái)看，我們是非常不一致的報(bào)告顏色。事實(shí)上，色彩的感知不僅有生理上的，而且有心理上的影響?？紤]到這一點(diǎn)：沒(méi)有人會(huì)知道，比如別人如何實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，顏色“藍(lán)色”。這個(gè)問(wèn)題是外部因素的影響，特別是光源照亮物體，在物體的大小和形狀，甚至變化的內(nèi)容和強(qiáng)度。人類的視覺(jué)雖然是相當(dāng)有效的匹配或區(qū)分，甚至非常相似的顏色，當(dāng)觀察對(duì)象一次。因此，在許多情況下，它是足夠的自動(dòng)檢查和質(zhì)量控制的顏色分析，以實(shí)現(xiàn)這一人類的能力，以區(qū)分密切相關(guān)的顏色。

一個(gè)謹(jǐn)慎措施為了最大限度的準(zhǔn)確性而不是區(qū)分顏色的項(xiàng)的精確光譜響應(yīng)？有很多設(shè)備分光光度計(jì)，比色計(jì)，和其他能夠準(zhǔn)確報(bào)告的光譜波長(zhǎng)吸收或被物體反射分析儀。功能上，這些設(shè)備通常是專為離線或?qū)嶒?yàn)室使用在特定的應(yīng)用程序，可能需要精密安裝和部分演示文稿，或成本太高，否則不切實(shí)際的工廠地板使用。此外，在許多應(yīng)用中的顏色檢查，可接受的變化是相對(duì)較寬的范圍內(nèi)，精確的光譜測(cè)量是不必要的上線。一個(gè)現(xiàn)實(shí)的方法，然后是使用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)，組件和軟件，以實(shí)現(xiàn)可靠的和可用的顏色分析，通過(guò)匹配到一個(gè)已知的樣本。

 

機(jī)器視覺(jué)彩色成像

幸運(yùn)的是，使用機(jī)器視覺(jué)的彩色成像和分析被廣泛使用最小的，如果有的話，組件成本的影響。最常用的機(jī)器視覺(jué)攝像機(jī)獲取的彩色圖像是單色相機(jī)幾乎相同的一個(gè)例外是一種特殊的陣列彩色濾光片在傳感器像素稱為“拜耳濾波器的加入，“指定過(guò)濾器的配置和顏色。

這種類型的彩色攝像機(jī)產(chǎn)生的三個(gè)圖像在一個(gè)單一的收購(gòu)，一個(gè)分別為紅色，綠色和藍(lán)色的內(nèi)容為各自的過(guò)濾像素。請(qǐng)注意，每個(gè)單獨(dú)的像素不具有完整的顏色內(nèi)容。創(chuàng)建一個(gè)完整的圖像，攝像機(jī)必須檢查相鄰像素的內(nèi)容，這一過(guò)程被稱為“馬賽克”重建三子采樣的圖像覆蓋全分辨率的相機(jī)。重要的是要知道，這一過(guò)程的結(jié)果，在一個(gè)比將被發(fā)現(xiàn)在一個(gè)相應(yīng)的單色圖像（高達(dá)30%），在某些應(yīng)用中可能是重要的一個(gè)事實(shí)，在彩色圖像的彩色圖像。

顏色代表的字母的縮寫組合

一些技術(shù)性的文章很詳細(xì)地講述了機(jī)器視覺(jué)如何處理和分析彩色圖像。各種各樣的縮寫為許多不同的色彩空間表示存在：CIE（XYZ、LUV、UVW），RGB，HSI，YIQ，YPbPr，CMYK，和幾個(gè)。甚至有一些專家之間的分歧，在機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)分析的顏色最好的代表性。

 

典型的應(yīng)用程序的執(zhí)行

根據(jù)機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品，這些顏色表示的一個(gè)（或多個(gè)）將被用于調(diào)整目標(biāo)顏色和/或配置所觀察到的顏色將被允許偏離原來(lái)的顏色的程度。處理一個(gè)彩色圖像的兩種常見的方法是顏色提取和顏色建模（這些類型的工具的名稱和實(shí)際實(shí)現(xiàn)不同制造商）。顏色提取的任務(wù)是創(chuàng)建一個(gè)灰度圖像，從一個(gè)彩色圖像，其中每個(gè)像素只包含一個(gè)特定的顏色響應(yīng)的內(nèi)容。顏色建模（或匹配）是一個(gè)任務(wù)，在一個(gè)預(yù)先訓(xùn)練的顏色模型，在一個(gè)預(yù)先訓(xùn)練的顏色模型相匹配的顏色，如前，指定范圍的顏色偏差。在這兩種情況下，允許顏色偏差會(huì)配置使用的顏色空間（RGB，他表示相關(guān)參數(shù)，根據(jù)產(chǎn)品等）。

隨后的結(jié)果處理從產(chǎn)品到產(chǎn)品的變化，但往往是顏色處理的結(jié)果是一個(gè)灰度圖像，只包含所捕獲的圖像的部分，具有正確的顏色。使用該圖像，進(jìn)一步分析的功能，可以使用標(biāo)準(zhǔn)的灰度工具。

 

執(zhí)行中的挑戰(zhàn)

在顏色分析中的應(yīng)用與匹配面臨著一定的關(guān)鍵的實(shí)施挑戰(zhàn)。正如前面所提出的，照明強(qiáng)度的一致性，和顏色內(nèi)容發(fā)揮重要的作用。正如我們自己的視覺(jué)，一個(gè)顏色的變化的感知與從對(duì)象反射的光的量。如果強(qiáng)度是一致的，顏色匹配，這可能不是一個(gè)問(wèn)題。如果它是不一致的，顏色的分化可能是非常不可靠的，和更多的一些顏色空間表示比其他。光照顏色的內(nèi)容可以以同樣的方式影響顏色分析，如果它變化，但在這種情況下，問(wèn)題是在真正的顏色的源。

什么是實(shí)際的顏色的照明源？如果它是單色的，顏色可能會(huì)很好。不幸的是，單一顏色的照明（如紅色，綠色，或藍(lán)色的光）在生產(chǎn)環(huán)境中的顏色的分析和匹配的最小。通常情況下，需要一個(gè)白色的光。然而，白色不是一種“顏色”，它是多種顏色的組合：一個(gè)完美的白光將有所有可見的顏色波長(zhǎng)結(jié)合在同等強(qiáng)度。不幸的是，通用機(jī)器視覺(jué)的照明源遠(yuǎn)沒(méi)有完美的白色。幸運(yùn)的是，雖然這不是一個(gè)問(wèn)題，大多數(shù)應(yīng)用程序在顏色匹配相機(jī)可以顏色平衡的更接近一致的反應(yīng)。但是，內(nèi)容必須保持不變，就像強(qiáng)度，一個(gè)強(qiáng)大的應(yīng)用程序。

有幾個(gè)其他的實(shí)施挑戰(zhàn)，但在結(jié)論讓我們討論也許是最具挑戰(zhàn)性的：部分到部分的變化。在一個(gè)實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境中有許多應(yīng)用程序，堅(jiān)持非常嚴(yán)格的顏色內(nèi)容規(guī)格。以打印過(guò)程為例。印刷的標(biāo)簽，容器，和商業(yè)包裝，名稱幾個(gè)，都需要非常嚴(yán)格的保持顏色的內(nèi)容在生產(chǎn)。其他應(yīng)用也有類似的規(guī)格。在這種情況下，目標(biāo)顏色和目標(biāo)的可接受偏差的限制是非常明確的。因此，精心設(shè)計(jì)的彩色成像和配置應(yīng)該是成功的捕捉本地化的功能或顏色，偏離預(yù)期的目標(biāo)。然而，在其他應(yīng)用中，要檢查的對(duì)象不是很一致的。在織物，塑料成型，和類似的產(chǎn)品的應(yīng)用程序是已知的，往往有廣泛不同的顏色內(nèi)容。人類是很好的裝備來(lái)做這種比較檢查，但機(jī)器視覺(jué)工具的配置，以適應(yīng)這些變化可能是非常具有挑戰(zhàn)性的。在某些情況下，一個(gè)可以接受的顏色可以重疊的范圍內(nèi)的一個(gè)類似的可接受的顏色，使離散的兩個(gè)幾乎是不可能的。在這種情況下，重新訓(xùn)練目標(biāo)顏色或其他處理機(jī)制的協(xié)議可能是必需的。

基于機(jī)器視覺(jué)的色彩處理可以是有價(jià)值的，最后，顏色分析工具可能會(huì)演變到一點(diǎn)，所有的檢查，指導(dǎo)和在線分析是完全在顏色，如人類的視覺(jué),但也許是可以實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。