机器视觉“看到”颜色

颜色提供了更多的视觉细节比单色灰度，并增加了一个新的层面，在现实世界中的分析数据。

机器视觉已经发展成为一个快速和可靠的工具，质量检查。在许多情况下，一个机器视觉光学检查系统可以更快速，准确地比人类和以较低的成本进行质量检查。然而，一台机器可以“看到”的颜色吗？并引入到方程的颜色有助于质量检查吗？

机器视觉系统用相机获取物体的图像，然后使用计算机来处理，分析和测量该对象的各种特征，以便作出决定可以作出。分析的特征之一可以是一个对象的颜色。

在过去，由于成本和处理能力的要求，颜色没有被广泛应用于光学检查。然而，随着成本的降低和处理能力不再是一个问题，解决方案供应商正在寻找将颜色到机器视觉光学检测系统，以获得更高的质量。

许多应用需要颜色和颜色的趋势正在增加。

基本的假设是，颜色比黑色和白色，或单色，所以它必须更好。然而，这种假设并不总是真实的机器视觉。在典型的检查应用中，检测到的缺陷，如裂缝或划痕检测，使用的颜色是没有必要的，因为目标是辨别在物体表面上的亮度差。

也有一些东西，单色相机做的比彩色相机。以分辨率和速度，例如，有更多的选择，在高分辨率和高速购物时，单色相机。此外，在许多情况下，彩色图像不解决机器视觉问题提供任何单色图像的优势，如光学字符识别（OCR），光学字符验证（OCV）、条码阅读、测量和其他应用程序依赖于高分辨率空间信息。

当然，一台机器看不到颜色。机器使用数学模型来近似人类颜色检测。一台机器可以校准的平均人类对颜色的反应，因此“看到”，它提供了一致的反应，在控制设置中观察到的颜色。这是有用的校准颜色视觉测量和油漆配套色浆、塑料和织物。我们不认为这是一个像人类一样的颜色，也许只是一个哲学的练习。然而，它是使可以用机器视觉系统与绝对测量装置如photospectometers只能进行相对测量之间的区别很重要。

人类的颜色视觉进化到可靠地提取信息的材料特性的光照和视图的巨大变化。例如，水果的颜色必须可靠地确定，尽管不同的照明选择成熟的未成熟或坏的水果。人的颜色视觉有机制，以因素在光照和视图的变化，我们不知道如何或不打扰到机器颜色视觉。人的颜色视觉是相对的。附近的颜色影响颜色的感知，它具有低分辨率的事实用在非常小的带宽电视传送彩色和有广泛的个人之间的差异。因此，它不是一个很好的测量工具。

机器颜色视觉不受周围颜色的影响，可以具有高分辨率，不受机器对机器的影响，因此是一种很好的测量工具。

机器视觉系统用摄像机获取物体的图像，然后使用计算机来处理、分析和测量该对象的各种特征。

颜色系统的类型

大多数彩色机器视觉系统使用硬件和软件的混合来检测颜色。对于点或点颜色的措施，一个解决方案主要是由硬件是合适的。复杂的检测系统更依赖于软件，给设计师和运营商的灵活性。

彩色摄像机用于机器视觉应用的主要类型是3CCD（电荷耦合器件），三线性和Bayer模式相机。3CCD具有优良的彩色配准可以应用于大多数应用程序。然而，由于设计成本高。

三线性提供高性能，并在其低成本方面的优势。它可以被用于在许多应用中，如平面检查。然而，空间校正不能正确地在某些应用程序，涉及旋转或随机移动的对象。

最后，拜耳型相机的混合提供最低成本的解决方案。这些相机不建议，如果颜色精度是应用程序的最重要的方面。

除了明显的应用程序，其中一个对象的颜色需要进行评估在某种程度上，颜色有时可以有助于使检查的情况更容易通过便利的识别的对象，如在汽车保险丝盒的保险丝的值的验证。

颜色最终会被用于所有机器视觉应用吗？当面对一个应用程序，灌输一些疑问，问下面的问题：

是对象的颜色质量和一致性的一个关键因素，在产品的整体质量？

对象的颜色有助于确定产品的相对质量吗？

颜色便于检测的对象？

这些问题的答案是肯定的，那么它可能是时候认真看看机器视觉的颜色方面。

应用

让我们看看一个真实世界的应用程序，将有助于促进决定是否颜色应该是应用程序的一部分。彩色机器视觉在汽车检测中的应用。虽然一个人可能认为，汽车的油漆将是机器视觉的使用，大部分的努力进入检查的精细视觉细节，弥补用户界面，如仪器集群的一致性和均匀度的仪器集群。这是很重要的，因为仪表和仪表板的外观和整体质量有很长的路要走，有助于司机的印象，一辆汽车的质量。

显然，有许多其他的应用程序，需要的颜色，如打印检查（质量/注册），药品检验（标签验证），部分存在和检测，印刷电路板组件（部分存在，验证和放置）。此外，还有一系列的质量和等级的应用程序，涉及颜色和纹理分类的东西，如木材，纺织品和瓷砖。

色彩的未来

自动成像协会（AIA）的市场研究表明，只有相机卖成像应用在2005和2006四分之一例，其余四分之三单色彩色摄像机，但颜色的趋势是向上移动。

大多数专家认为，颜色的使用会在机器视觉中扩展。颜色提供了更多的视觉细节比单色灰度，并增加了一个新的层面，在现实世界中的分析数据。

更好的颜色保真度，较低的成本和易用性是市场的主要驱动力和正在开发的新技术，在不久的将来，以满足这些需求，并满足这些产品的需求日益增长。Q

什么类型的彩色机器视觉相机存在？

彩色摄像机用于机应用的主要类型是3CCD，三线性和Bayer模式相机。这些可以是区域扫描或线扫描相机取决于类型的颜色纳入。

3CCD具有优良的彩色配准可以应用于大多数应用程序。然而，成本是更高的设计。在3CCD摄像机，颜色是用一个棱镜的干涉滤光片，将入射光分成红（R）、选择绿色（G）、蓝（B）的主要组成部分。每三个原色，然后由一个CCD分别和最终的彩色图像检测相结合，从三个CCD输出的重建。所有三个彩色图像被捕获在同一个对象的位置，并在同一时间。

三线性提供高性能，并在其低成本方面的优势。它可以被用于在许多应用中，如100%打印检查。然而，空间校正不能正确地在某些应用程序，涉及旋转或随机移动的对象。在一个三线性彩色摄像头，三线阵列制作在一个单一的模具和涂层的RGB彩色滤波器。这些都是使用染料或颜料的吸收过滤器。在三线性相机、三线阵探测角度稍有不同的领域（FOV）的对象和空间校正是一个彩色图像重建所需要的。

最后，拜耳型相机的混合提供最低成本的解决方案。这些相机往往是用于低端应用，减少了颜色的精度相比，3CCD摄像机和三线性。然而，有广泛的理解的拜耳模式和许多算法存在，以优化其颜色性能。

 

技术提示

大多数彩色机器视觉系统使用硬件和软件的混合来检测颜色。

对于点或点颜色的措施，一个解决方案主要是由硬件是合适的。复杂的检测系统更依赖于软件。

彩色摄像机用于机器视觉应用的主要类型是3CCD，三线性和Bayer模式相机。