彩色照相機的效果

檢查蓋子上的金色標(biāo)簽

1. 實物圖像
2. 黑白照相機處理圖像
   使用黑白照相機不能提取到標(biāo)簽上的各個信息。
3. 彩色照相機處理圖像
   可以提取到標(biāo)簽上的各個信息。

可以看到，當(dāng)工件表面為有光澤的曲面時，使用黑白照相機并不能得到類似人眼所觀察到的視覺系統(tǒng)效果。從上面的實物圖像可以看到，造成這種現(xiàn)象的原因是標(biāo)簽的亮度不均勻。

如果使用彩色照相機，就可以如右圖一樣，只提取標(biāo)簽的金色部分。

這是因為，與采用亮度作為處理標(biāo)準(zhǔn)的黑白照相機不同，彩色照相機使用色相（色調(diào)）數(shù)據(jù)進(jìn)視覺處理。

彩色照相機是什么？

對于使用圖像傳感器的彩色照相機，其中一種是俗稱 單板式 的 CCD。為了得到彩色圖像，需要三原色（RGB）信息。CCD 的每一個像素都貼有一種三原色（R、G 或 B）的濾鏡。這樣，每個像素就可以將 R、G 或 B 的 256 級濃淡數(shù)據(jù)傳送給控制器?？刂破骼眠@些數(shù)據(jù)進(jìn)行彩色處理。

關(guān)于比色體系

一種用數(shù)值表示顏色的體系，通常用含有三個軸的三維圖表加以表示。比色系統(tǒng)有許多種類，其中采用色調(diào)（Hue）、飽和度（Saturation）及亮度（Value）等 3 要素的 HSV 模式最接近人眼的觀察效果，因此最適于視覺系統(tǒng)。

通過照相機增益調(diào)整來優(yōu)化圖像

增益調(diào)整是優(yōu)化圖像的方法之一。對于彩色照相機來說，增益調(diào)整可以分別調(diào)整 R、G、B 三種顏色，因此可以使紅色變得更紅、藍(lán)色變得更藍(lán)、而綠色則變得更綠。在區(qū)分顏色時，這種調(diào)整可以起到良好的效果。

照相機增益調(diào)整的應(yīng)用例

區(qū)分蓋子顏色

實物照片

R （紅色） 數(shù)據(jù)增益調(diào)整后的圖像

紅色變得更加鮮明，從而更容易區(qū)分。

彩色二值化處理

黑白照相機使用256級濃淡信息。與此相比，彩色照相機使用 R、G、B 三種顏色的各 256 級濃淡信息。這意味著彩色照相機有 256×256×256=16777216 級濃淡信息，是黑白照相機的 8 萬倍，因此使用彩色照相機可以檢測出更多的細(xì)節(jié)。所謂彩色二值化處理是指從約 1677 萬級顏色中只選擇指定顏色范圍的處理方法。

彩色二值化處理的應(yīng)用例 (1)

檢查線圈卷線中綠色導(dǎo)線的斷線現(xiàn)象

只提取綠色進(jìn)行彩色二值化處理。

只提取綠色后的圖像?？梢匀菀椎貦z測到斷線現(xiàn)象。

彩色濃淡處理

彩色照相機的信息量是黑白照相機的 8 萬倍。如果對于這些信息全部進(jìn)行處理，則需要大量的時間。而用于高速生產(chǎn)線的圖像傳感器需要以百分之一秒的時間單位進(jìn)行視覺處理。另外，在一些不適于采用二值化處理的應(yīng)用中（例如形狀搜索、表面損傷檢查等），由于信息量過大，會形成干擾，從而使特征點變得不清晰。為了解決這些問題，我們開發(fā)了一種新的預(yù)處理功能，即“彩色濃淡處理”。

彩色濃淡處理的流程

這種預(yù)處理方式可以將數(shù)據(jù)量大的彩色圖像轉(zhuǎn)換成以指定顏色為最高級亮度的256 級灰度圖像。由于同時使用了亮度及顏色數(shù)據(jù)，因此適用于黑白照相機難以應(yīng)對的檢查項目（ 例如區(qū)分金色和銀色、區(qū)分淺顏色等）。

彩色濃淡處理的應(yīng)用例

在檢測左圖所示的淺色圖案時，如使用黑白濃淡處理，則只能得到非常淡的圖像。但是采用基于顏色數(shù)據(jù)的彩色濃淡處理后，可以看到，背景成為黑色，淡色部位可以清晰地轉(zhuǎn)換為灰色的圖案。在進(jìn)行標(biāo)記形狀差異或錯位檢查時，兩種處理在效果上的差異一目了然。

其它預(yù)處理

各種圖像傳感器根據(jù)其使用目的的不同，會具有不同的預(yù)處理功能。利用這些功能，可以將圖像轉(zhuǎn)換成最適宜的圖像。這些功能不僅適用于黑白照相機，同時還適用于經(jīng)彩色二值化處理、彩色濃淡處理后的彩色照相機。下面將介紹其中幾種預(yù)處理功能。

對比度轉(zhuǎn)換：使亮處更亮，暗處更暗

應(yīng)用例

鐵板表面損傷檢查

消除工件表面上細(xì)紋的影響，只突出表現(xiàn)損傷部分。

膨脹+ 收縮處理：消除無用的突起部分，恢復(fù)工件的整體輪廓

應(yīng)用例

忽視橡膠加工品表面的毛刺，只進(jìn)行表面污跡檢查。

實時差分處理：對于當(dāng)前圖像進(jìn)行加工后，進(jìn)行圖像演算，只留下污跡部分

* 除去工件復(fù)雜的形狀，只留下污跡部分。

應(yīng)用例

連接器外殼上的異物·污跡檢查

使用整合了多種預(yù)處理功能的多濾鏡處理，可以得到最適宜的圖像。