在機器視覺系統(tǒng)中,光源具有非常重要的作用,選擇合適的光源成為決定整個系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵因素,光源的主要目的就是將被測物體與背景盡量明顯分別,獲得高品質(zhì)、高對比度的圖像。下面帶您了解一下機器視覺光源顏色的選擇攻略:
一般情況下,如果使用黑白相機,又對被測物體的顏色選擇沒有特殊的要求,紅色是比較合適的選擇。
因為紅色LED壽命長、穩(wěn)定、價格低廉,更重要的是紅色LED的波長更接近傳感器的靈敏度峰值,而通常的CCD對紫色、藍色的光敏感程度沒有紅光強。
如果進行彩色成像,則通?紤]使用白色光源。
白色LED光源的制造有幾種方法,一種是使用白色LED制造,發(fā)光管內(nèi)部有藍色發(fā)光芯片與受到激發(fā)后發(fā)出黃色的熒光粉,發(fā)出的光按一定比例疊加到一起,看起來形成了白色,這是最為常見的形式。
另一種方法是使用紅綠藍三種不同顏色的LED,按某種順序或方式在光源上進行排列,并分別控制每種顏色的度,使用相對方便。此種方法通常使用四個單色RGGB顆粒進行排列,所以其中的綠色分量通常會比較足,之所以多加一個綠色的G通量,是因為人眼對綠色光源(波長555nm)最敏感。
機器視覺應(yīng)用中應(yīng)注意目標顏色與光源顏色的搭配,我們看到某個物體成某種顏色,是因為其反射了對應(yīng)的光譜。我們拍攝物體時,如果要將某種顏色打成白色,那么就得使用與此顏色相同或相似的光源(光的波長一樣或接近),而如果要打成黑色,則需要選擇與目標顏色波長差較大的光源。
彩色圖像中,除了黑色、灰色不明顯,其它如白色、紫色、藍色、綠色、黃色、橙色、紅色、棕色都很明顯,色彩飽滿艷麗。
多色排線在白色光源下的黑白相機大尺度成像,可以發(fā)現(xiàn)其中的白色、黃色、綠色、橙色較明亮,說明相機對這些波長比較敏感。
在紅光下成像時,白、紅、橙、黃幾種顏色比較明顯,其它的顏色都很暗,說明紅光照射物體時,物體本身有紅色分量時,才能反射紅光,在黑白相機下表現(xiàn)為紅色特征。
而在綠色光源下,則白色、綠色、黃色表現(xiàn)明亮,其它較暗淡。藍色光源下,白色、紫色、藍色等表現(xiàn)較亮,有效反射藍光。
從中也可以發(fā)現(xiàn),白色,無論在什么光照下,都成明顯的白色,是因為其本身不吸收光譜,任何光譜照射到其表面上都會被反射;相反,黑色材料則無論什么光照射上去都不反光成黑色。
生活中看到某個物體呈現(xiàn)某種顏色,是因為物體表面反射了該對應(yīng)的光譜。
視覺應(yīng)用中,為目標顏色合理地選擇光源的顏色有利于降低算法難度、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。
同類色
同類色指色相性質(zhì)相同,但色度有深淺之分。
是色相環(huán)中15°夾角內(nèi)的顏色。
如深紅與淺紅,深藍與淺藍。
鄰近色
鄰近色,就是在色帶上相鄰近的顏色。
例如紅色和橙色是色相環(huán)中,凡在60度范圍之內(nèi)的顏色都屬鄰近色的范圍
互補色/對比色
有非常強烈的對比度,在顏色飽和度很高的情況下,可以創(chuàng)建很多十分震撼的視覺效果。
例如橙和藍、紅和綠、黃和紫。
在色相環(huán)中每一個顏色對面(180度對角)的顏色。
類似色
類似色是指在色輪上相鄰的三個顏色。
在色輪上90度角內(nèi)的色統(tǒng)稱為類似色。
例如紅-紅橙-橙、黃-黃綠-綠、青-青紫-紫等均為類似色。
光源顏色的選擇
基于以上顏色理論,如果要將目標打成白色需要選用同類色,如果要目標打成黑色需要選用互補色。