工業(yè)生產(chǎn)商為了消除人眼在產(chǎn)品顏色檢測上的主觀差異，采用機(jī)器視覺測試的方法來進(jìn)行色差的比對和分析。通常工業(yè)機(jī)器視覺檢測都是采用色差儀與標(biāo)準(zhǔn)色板圖像以及色彩管理分析軟件結(jié)合操作，通過色差檢測儀器（色差儀）對產(chǎn)品的顏色進(jìn)行測量同時將測量的色彩數(shù)據(jù)結(jié)果傳遞給計算機(jī)，通過計算機(jī)中的色彩管理和分析軟件對圖像信息進(jìn)行色差計算，較后比較色差與用戶設(shè)置的閾值（容差范圍）來判斷產(chǎn)品是否合格。
在工業(yè)生產(chǎn)中，不同批次產(chǎn)品外觀的顏色經(jīng)常會有差異。產(chǎn)生這種差異的原因有很多主要包括配色配料、生產(chǎn)工業(yè)等方面。過去，產(chǎn)品檢測大多采用人工檢測的方法，容易受到人的生理、心理以及外部環(huán)境的影響。所以工業(yè)上才引入色差儀配合顏色管理軟件進(jìn)行色差檢測，以客觀地對產(chǎn)品與標(biāo)準(zhǔn)色板之間的差異進(jìn)行量化檢測。
這種顏色檢測系統(tǒng)主要包括色差儀、計算機(jī)、集成之間以及采集到色彩數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的色彩管理分析軟件構(gòu)成。采用色差儀進(jìn)行顏色信息的準(zhǔn)確采集?，F(xiàn)在工業(yè)上使用的色差儀大多數(shù)都是采用積分球式照明系統(tǒng)配個光電積分傳感器，可以準(zhǔn)確完善的測量出色彩信息量化數(shù)據(jù)。然后在電腦顏色管理和分析軟件中將這些色彩數(shù)據(jù)進(jìn)行公式計算和分析，較終確定色差。
該系統(tǒng)的工作原理為：首先，選擇合適的顏色空間，然后選擇合適色差計算公式計算色差。
顏色空間包括 RGB 顏色空間、XYZ 顏色空間、LAB 顏色空間3種。其中，RGB顏色空間是不均勻的，不能用來計算色差。XYZ 顏色空間雖然消除了r、g、b 出現(xiàn)負(fù)數(shù)的情況，但也是不均勻的顏色空間，不能用于色差的計算。LAB 色彩模型是由 L（明度）、A（顏色）、B（顏色）3 個要素組成。其中，A 表示從紅色到綠色的范圍，B 表示從黃色到藍(lán)色的范圍。 LAB 顏色空間是一個均勻的顏色空間，符合人的視覺感受。當(dāng)顏色的差異為人眼所識別并且這個差值又小于孟塞爾系統(tǒng)中相鄰兩級的色差值時，可反映觀察人員對產(chǎn)品的實際感受。所以LAB顏色空間被作為色差儀和色彩管理軟件的標(biāo)準(zhǔn)色度空間而使用。
圖 1 色差檢測軟件操作流程
其中的閾值（容差范圍）為大量檢測試驗中得到的一個統(tǒng)計值，或客戶根據(jù)自己產(chǎn)品的特點與標(biāo)準(zhǔn)樣品之間自己設(shè)定一個可用值，當(dāng)計算出的色差大于這個值閾值時，判斷產(chǎn)品顏色不合格。反之，小于這個閾值時，則認(rèn)為產(chǎn)品顏色是合格的。
色差檢測軟件界面主要包括操作窗口和色差儀色彩數(shù)據(jù)采集窗口。色差儀色彩數(shù)據(jù)采集窗口主要用來采集數(shù)據(jù)并把采集到的數(shù)據(jù)傳給操作窗口。在色差儀的采集色彩數(shù)據(jù)是選擇產(chǎn)品上兩個色彩均勻分布的位置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，同時在標(biāo)準(zhǔn)版（或標(biāo)樣）上同一位置也采集數(shù)據(jù)信息，分別在標(biāo)準(zhǔn)色板和待測產(chǎn)品上采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，然后就可以計算兩者之間的色差。檢測人員可以根據(jù)檢測出來色差的大小判斷產(chǎn)品是否合格。軟件界面如圖2。
實驗數(shù)據(jù)分析
如圖2，當(dāng)在標(biāo)準(zhǔn)色板上選擇2個矩形區(qū)域時，這時憑直觀感受可知色差應(yīng)該很小。
圖 2 實驗圖片
色差計算的中間數(shù)據(jù)和所計算出的色差如表1，其中?E為2個比較區(qū)域的色差。
表 1 相同產(chǎn)品做色差檢測
從表1中的數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)2個區(qū)域幾乎無差別的時候，計算出來的色差相當(dāng)小。同樣很容易得知，2個相同區(qū)域的色差為0。
下面分析標(biāo)準(zhǔn)色板和產(chǎn)品之間的色差，在操作窗口左右兩側(cè)分別選擇2 個區(qū)域進(jìn)行色差比較，如圖3，數(shù)據(jù)如表2。
圖3 產(chǎn)品和色板做比較
表2統(tǒng)計了9個產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)色板之間的色差，從統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，色差的大小和人眼直觀的顏色差異是成正比的，可以正確地反映出產(chǎn)品的實際顏色與標(biāo)準(zhǔn)色板之間的顏色差異。通過大量的實驗得出：當(dāng)計算出來的色差在2附近時，通過人眼幾乎看不出差別。這時可以把2設(shè)置成一個閾值，將產(chǎn)品和色板之間的色差與這個閾值進(jìn)行比較，從而確定產(chǎn)品是否合格。
表 2 產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)色板之間的色差
色差儀和色彩管理分析軟件組成的顏色檢測系統(tǒng)操作簡單、直觀，可以準(zhǔn)確測定產(chǎn)品表面顏色的差異，提高了檢測效率，可用于印刷、絲綢、注塑等對色差嚴(yán)格控制的各行業(yè)。
文章來源：機(jī)器視覺網(wǎng)，犀靈機(jī)器人http://整理發(fā)布