機器視覺,圖像處理,顏色與波長的知識點簡介

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所有的物體都具有顏色,要想看到物體的顏色,光線是必須存在的,當光線照射到物體表面後,光線通過物體反射到人的眼睛中,人眼就是一個億萬像素的照相機,在視網膜上成像,圖像傳輸到大腦裡我們就看到了物體的顏色。

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光反射到人眼成像

三原色

顏色是三原色為基礎,所謂原色是其他顏色相配不出來的顏色,所有的顏色的基本色即稱為顏色的三原色

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三原色

在機器視覺圖像處理中,很多彩色相機輸出的圖像數據即是R\\G\\B三個值,我們處理任務從這裡開始。

顏色的三要素

有一種更讓人眼區分的顏色描述方法,色相、飽和度、明亮度,即為HSI模型,HSI與人的感受的顏色緊密相連的,在彩色圖像處理任務重,我們通常會把RGB轉換為HSI空間模型,用於我們彩色特徵提取和分析。

色相:表徵人的感官對不同顏色

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色相

飽和度:表示顏色的純度

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飽和度

亮度:顏色的明暗程度,明亮就是顏色明亮度較高,相反就是明亮度較低,無論彩色還是非彩色,明亮度高的顏色即為白色,明亮度低的顏色即為黑色

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亮度

補色

紅與藍,藍與橙等,在色相環中位於相對位置的色相組成為補色具有互補關係的顏色混合後變成無彩色

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補色

比如在實際中,一個糖果紙使用補色來打光的效果:

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糖果紙使用補色來打光效果

波長與顏色的關係

如果將自然光用稜鏡分解,可見光呈現出7種顏色,波長越小折射越大,波長越大折射越小

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光通過稜鏡後折射出的顏色

各種顏色的波長關係如下表所示:

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波長的範圍和大小

波長的使用,外觀檢測時,之所以多用藍色LED,原因就是利用波長較短的藍色光遇到傷痕會發生不規則反射這一特性。將不規則反射的光聚焦成像,即可清晰地當作傷痕識別。外觀檢測正是建立在此技術基礎上。

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藍光和紅光打光效果

感光特性

在CCD與圖像傳感器中,CCD可以感光度與波長的關係,跟人眼類似,例如,對於人來說波長560nm的光感光性最好,可以感覺380nm到760nm範圍內的光,也就是說對於可見光譜內的綠色感光度最好

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CCD感光特性


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