機器視覺“看到”顏色

顏色提供了更多的視覺細節(jié)比單色灰度，并增加了一個新的層面，在現(xiàn)實世界中的分析數(shù)據(jù)。

機器視覺已經(jīng)發(fā)展成為一個快速和可靠的工具，質(zhì)量檢查。在許多情況下，一個機器視覺光學(xué)檢查系統(tǒng)可以更快速，準(zhǔn)確地比人類和以較低的成本進行質(zhì)量檢查。然而，一臺機器可以“看到”的顏色嗎？并引入到方程的顏色有助于質(zhì)量檢查嗎？

機器視覺系統(tǒng)用相機獲取物體的圖像，然后使用計算機來處理，分析和測量該對象的各種特征，以便作出決定可以作出。分析的特征之一可以是一個對象的顏色。

在過去，由于成本和處理能力的要求，顏色沒有被廣泛應(yīng)用于光學(xué)檢查。然而，隨著成本的降低和處理能力不再是一個問題，解決方案供應(yīng)商正在尋找將顏色到機器視覺光學(xué)檢測系統(tǒng)，以獲得更高的質(zhì)量。

許多應(yīng)用需要顏色和顏色的趨勢正在增加。

基本的假設(shè)是，顏色比黑色和白色，或單色，所以它必須更好。然而，這種假設(shè)并不總是真實的機器視覺。在典型的檢查應(yīng)用中，檢測到的缺陷，如裂縫或劃痕檢測，使用的顏色是沒有必要的，因為目標(biāo)是辨別在物體表面上的亮度差。

也有一些東西，單色相機做的比彩色相機。以分辨率和速度，例如，有更多的選擇，在高分辨率和高速購物時，單色相機。此外，在許多情況下，彩色圖像不解決機器視覺問題提供任何單色圖像的優(yōu)勢，如光學(xué)字符識別（OCR），光學(xué)字符驗證（OCV）、條碼閱讀、測量和其他應(yīng)用程序依賴于高分辨率空間信息。

當(dāng)然，一臺機器看不到顏色。機器使用數(shù)學(xué)模型來近似人類顏色檢測。一臺機器可以校準(zhǔn)的平均人類對顏色的反應(yīng)，因此“看到”，它提供了一致的反應(yīng)，在控制設(shè)置中觀察到的顏色。這是有用的校準(zhǔn)顏色視覺測量和油漆配套色漿、塑料和織物。我們不認為這是一個像人類一樣的顏色，也許只是一個哲學(xué)的練習(xí)。然而，它是使可以用機器視覺系統(tǒng)與絕對測量裝置如photospectometers只能進行相對測量之間的區(qū)別很重要。

人類的顏色視覺進化到可靠地提取信息的材料特性的光照和視圖的巨大變化。例如，水果的顏色必須可靠地確定，盡管不同的照明選擇成熟的未成熟或壞的水果。人的顏色視覺有機制，以因素在光照和視圖的變化，我們不知道如何或不打擾到機器顏色視覺。人的顏色視覺是相對的。附近的顏色影響顏色的感知，它具有低分辨率的事實用在非常小的帶寬電視傳送彩色和有廣泛的個人之間的差異。因此，它不是一個很好的測量工具。

機器顏色視覺不受周圍顏色的影響，可以具有高分辨率，不受機器對機器的影響，因此是一種很好的測量工具。

機器視覺系統(tǒng)用攝像機獲取物體的圖像，然后使用計算機來處理、分析和測量該對象的各種特征。

顏色系統(tǒng)的類型

大多數(shù)彩色機器視覺系統(tǒng)使用硬件和軟件的混合來檢測顏色。對于點或點顏色的措施，一個解決方案主要是由硬件是合適的。復(fù)雜的檢測系統(tǒng)更依賴于軟件，給設(shè)計師和運營商的靈活性。

彩色攝像機用于機器視覺應(yīng)用的主要類型是3CCD（電荷耦合器件），三線性和Bayer模式相機。3CCD具有優(yōu)良的彩色配準(zhǔn)可以應(yīng)用于大多數(shù)應(yīng)用程序。然而，由于設(shè)計成本高。

三線性提供高性能，并在其低成本方面的優(yōu)勢。它可以被用于在許多應(yīng)用中，如平面檢查。然而，空間校正不能正確地在某些應(yīng)用程序，涉及旋轉(zhuǎn)或隨機移動的對象。

最后，拜耳型相機的混合提供最低成本的解決方案。這些相機不建議，如果顏色精度是應(yīng)用程序的最重要的方面。

除了明顯的應(yīng)用程序，其中一個對象的顏色需要進行評估在某種程度上，顏色有時可以有助于使檢查的情況更容易通過便利的識別的對象，如在汽車保險絲盒的保險絲的值的驗證。

顏色最終會被用于所有機器視覺應(yīng)用嗎？當(dāng)面對一個應(yīng)用程序，灌輸一些疑問，問下面的問題：

是對象的顏色質(zhì)量和一致性的一個關(guān)鍵因素，在產(chǎn)品的整體質(zhì)量？

對象的顏色有助于確定產(chǎn)品的相對質(zhì)量嗎？

顏色便于檢測的對象？

這些問題的答案是肯定的，那么它可能是時候認真看看機器視覺的顏色方面。

應(yīng)用

讓我們看看一個真實世界的應(yīng)用程序，將有助于促進決定是否顏色應(yīng)該是應(yīng)用程序的一部分。彩色機器視覺在汽車檢測中的應(yīng)用。雖然一個人可能認為，汽車的油漆將是機器視覺的使用，大部分的努力進入檢查的精細視覺細節(jié)，彌補用戶界面，如儀器集群的一致性和均勻度的儀器集群。這是很重要的，因為儀表和儀表板的外觀和整體質(zhì)量有很長的路要走，有助于司機的印象，一輛汽車的質(zhì)量。

顯然，有許多其他的應(yīng)用程序，需要的顏色，如打印檢查（質(zhì)量/注冊），藥品檢驗（標(biāo)簽驗證），部分存在和檢測，印刷電路板組件（部分存在，驗證和放置）。此外，還有一系列的質(zhì)量和等級的應(yīng)用程序，涉及顏色和紋理分類的東西，如木材，紡織品和瓷磚。

色彩的未來

自動成像協(xié)會（AIA）的市場研究表明，只有相機賣成像應(yīng)用在2005和2006四分之一例，其余四分之三單色彩色攝像機，但顏色的趨勢是向上移動。

大多數(shù)專家認為，顏色的使用會在機器視覺中擴展。顏色提供了更多的視覺細節(jié)比單色灰度，并增加了一個新的層面，在現(xiàn)實世界中的分析數(shù)據(jù)。

更好的顏色保真度，較低的成本和易用性是市場的主要驅(qū)動力和正在開發(fā)的新技術(shù)，在不久的將來，以滿足這些需求，并滿足這些產(chǎn)品的需求日益增長。Q

什么類型的彩色機器視覺相機存在？

彩色攝像機用于機應(yīng)用的主要類型是3CCD，三線性和Bayer模式相機。這些可以是區(qū)域掃描或線掃描相機取決于類型的顏色納入。

3CCD具有優(yōu)良的彩色配準(zhǔn)可以應(yīng)用于大多數(shù)應(yīng)用程序。然而，成本是更高的設(shè)計。在3CCD攝像機，顏色是用一個棱鏡的干涉濾光片，將入射光分成紅（R）、選擇綠色（G）、藍（B）的主要組成部分。每三個原色，然后由一個CCD分別和最終的彩色圖像檢測相結(jié)合，從三個CCD輸出的重建。所有三個彩色圖像被捕獲在同一個對象的位置，并在同一時間。

三線性提供高性能，并在其低成本方面的優(yōu)勢。它可以被用于在許多應(yīng)用中，如100%打印檢查。然而，空間校正不能正確地在某些應(yīng)用程序，涉及旋轉(zhuǎn)或隨機移動的對象。在一個三線性彩色攝像頭，三線陣列制作在一個單一的模具和涂層的RGB彩色濾波器。這些都是使用染料或顏料的吸收過濾器。在三線性相機、三線陣探測角度稍有不同的領(lǐng)域（FOV）的對象和空間校正是一個彩色圖像重建所需要的。

最后，拜耳型相機的混合提供最低成本的解決方案。這些相機往往是用于低端應(yīng)用，減少了顏色的精度相比，3CCD攝像機和三線性。然而，有廣泛的理解的拜耳模式和許多算法存在，以優(yōu)化其顏色性能。

 

技術(shù)提示

大多數(shù)彩色機器視覺系統(tǒng)使用硬件和軟件的混合來檢測顏色。

對于點或點顏色的措施，一個解決方案主要是由硬件是合適的。復(fù)雜的檢測系統(tǒng)更依賴于軟件。

彩色攝像機用于機器視覺應(yīng)用的主要類型是3CCD，三線性和Bayer模式相機。