【《颜色识别相关理论基础概述》2800字】

颜色识别相关理论基础概述目录TOC\o"1-3"\h\u12395颜色识别相关理论基础概述 1180821.1颜色识别 1326021.2色彩空间 1240051.3白平衡算法 2309071.4颜色传感器的技术 3218611.4.1颜色检测的难点 315841.4.2颜色传感器的分类 4289651.5颜色识别的应用 41.1颜色识别在自动控制系统的出现后被提出的一种令人觉得新奇的检测技术，也是自动控制理论的简单应用，并得到了大力的发展，这个技术就是颜色识别。其实颜色自动识别系统很晚才被人提出去做，但是人们对其抱有很大期望，所以发展较快，而且它对于实时记录颜色方面有着重要的意义，这个识别系统一般是通过测量到的被测物体表面的RGB色值来确定物体真正的颜色，自动控制识别的传感器测量精度可达到0.01v，但是容易受到周围环境的影响，如果环境有所变化那么测量到的值也就会发生改变，其中温度的影响最为明显。现代社会中人们眼睛所能够准确地分辨到的各种颜色及其数量仍然很少或者是有限的，而且之间很可能还会存在着许多小的个体性差异，所以专业人士会给我们准备一个设计方案，这个方案可以让我们更熟悉和理解使用这种颜色强度识别系统，即使我们们仅仅只是一个几乎没有任何技术训练的普通人，除了很有可能会因为出现一些明显的色盲而发生误测，都仍然应该完全地能够清楚地认识和看出它们之间的明显颜色区分。1.2色彩空间现在人们都清楚可以用多种表示方式去描述颜色空间，如RGB、HSV、HSL等等，RGB颜色空间是最为普遍的一种方式，RGB就代表着红色、绿色、蓝色这三种颜色，如果我们将这三种颜色放在一起相互融合，那么就肯定会变成另外的一种颜色。如果我们使用RGB去比较颜色之间是否相似，这件事本身就是一个存在很大问题的事情，所以是不可取的，因为只要一个通道有一点点改变，最后融合在一起的颜色很大程度上就会发生改变，但是如果这三个通道是同时发生的改变，却只会使颜色最后的明暗发生变化，色调并不会产生变化。可能许多人不是很了解这方面的内容，所以这里简单介绍一下RGB颜色模型，如图2-1所示。RGB颜色模型其实就是一个坐标系统，它有3个轴，这三个轴分别代表R、G、B三基色，坐标原点(0,0,0)代表的颜色是黑色，离原点最远的点(255,255,255)代表的颜色为白色，从原点到离原点最远的顶点的连线上的点分别代表着从黑到白的不同灰度值，而这个立方体内其余各点就对应着我们不那么清楚地知道的颜色。图2-SEQ图2-\*ARABIC1RGB颜色模型1.3白平衡算法我们都知道这个世界上白色光是如何存在的，在学习物理上的光学知识时，我们了解到白色光是由赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫这七种颜色的光组成的，但是这七种颜色又是由红、绿、蓝三原色按不同比例混合得到的。现在我们用眼睛就可以看到的白色或其他颜色都与物体本身所具有的颜色、光源、物体的反射或透射特性、人眼的视觉感应等诸多因素有关。总的来说，白平衡就是让本来就是白色的物体它最后所成的像依然还是白色的，如果是这样的话，那其他景物的影像就会接近人眼的色彩视觉习惯。调整白平衡的过程叫做白平衡调整，白平衡的调整方式在前期设备上一般有三种：预备调整白平衡、手动去调整白平衡和自动跟踪然后调整白平衡。其实我们一般都是要按照写好的程序去运行这个调整过程，白平衡调整的程序运行后去推动白平衡的调整开关，然后白平衡调整电路就可以开始工作了，最后自动地完成调整的整个过程并记录调整后得到的结果。1.4颜色传感器的技术1.4.1颜色检测的难点物体关于视觉颜色学的信息十分广泛，对于颜色的信息确定一般需考虑其中的色调、明度及视觉饱和度三个基本因素或三者与原始色(红绿蓝)视觉刺激程度之间的比值。影响整个物体的颜色传感器检测结果精度和准确性的观察参数主要因素包括：参考光源、光源方位、观察者位置的方向、以及颜色传感器在工作时的性能等，任何一个被观察者所看到的参数发生变化后都可能直接引起整个被观察者所看到物体的颜色发生变化。(1)光源的影响光源中可能含有别的颜色的光，这些光会影响到物体颜色测量时的结果，这些都会影响以后的工业发展。Judd等多位研究人员在1964年这个时间段先后提出了一种基于照射光颜色变化更改修正后的测量误差模型，就是因为照射物体光源中的颜色亮度变化会给测量带来误差，但尽管他们做了这一系列的事情，照射光颜色变化修正引起的对照射物体的光源和颜色亮度变化检测的测量误差仍然存在，没有方法去改变。(2)光源方位的影响传感器的光强值会受到光源照射方位影响，从而物体颜色测量结果会有误差，由于我们的光源照射方位不同，仔细点就是说光线照到物体上的位置和角度不同，同一个物体可能会有完全不同的造型或者效果图出现，例如我们拍照时会找不同的角度，会站在不同的地方，就是因为光源照射方位和测量方位不同最后出来的照片效果也不一样，所以在实验中需要注意选择最佳的测量方位和位置，方能保证最准确的测量。(3)被测物体表面反射状况的影响当我们在测量时，传感器的探头与我们所需要检测的物体之间存在着一定的距离，而这个距离就会直接影响到输出的颜色信号，可能还会直接地造成不同的探头与输出信号之间相互交叉，导致我们测量上会形成误差，所以探头之间存在一个最佳的颜色距离，这个颜色距离对于探头输出特性值的影响最小。被激光在物体内部表面所测得的较明显微凹凸反射区域也很有可能给进入的输出反射信号的测量带来更多的反射误差，为此，Phong,Shafer和Nayar等研究者先后两次发展性地提出凹凸反射误差模型，从而有效地弥补了测量中的误差。1.4.2颜色传感器的分类（1）RGB颜色传感器RGB颜色传感器对相似的两种激光颜色和不同激光色调的应用激光强度检测的可靠性能的要求相对较高。在三个彩色光电微波发射器的二极管上分别直接贴上三个含有甲基色素的激光反射滤色片，三种光通过同一个的激光反射透镜直接进行激光发射后被不同发射目标三种颜色上的物体直接进行激光反射，根据激光透镜上检测出的激光反射强度数据值就可以精确求出三种不同颜色的主要化学成分。这种检测方法能够很准确地区别两种极其相似的构成物体的颜色。（2）色标传感器我们可以知道色标传感器主要是用于检测各种样式的标签，即使那些标签上的背景颜色有着很细微的差别，它也还是可以轻而易举地被检测到，色标传感器的处理速度很快，这是令人难以相信的一点。但是重要的是，即使标签和标签的背景之间的颜色可能会混合到一起，它还是能够自动适应颜色的波长，然后可以检测到灰度值之间的细小差别，这是它与别的传感器之间的差别或者说是它的优势。色标传感器也常常用来检测特定的标签或物体上的斑点，它不是直接就去测量物体的颜色，而是通过测量非色标区，然后与之相比较来实现色标检测。色标传感器如图2-2所示。图2-SEQ图2-\*ARABIC2色标传感器1.5颜色识别的应用在当今社会，一切都在快速的发展当中，颜色识别装置也是越来越多地被使用到各个行业当中，我们可以看到现在每个事物都有它的颜色，可能含有多种颜色。所以我们就会知道颜色识别可以运用到各种各样的产品检测(例如：