一种高性价比的检测颜色的方法及其检测光源与流程

1.本发明涉及颜色技术领域，尤其涉及一种高性价比的检测颜色的方法及其检测光源。


背景技术：

2.目前，现有技术检测颜色的方式一般有两种：
3.第一种是采用普通彩色相机拍摄图像，然后检测图像的色调，饱和度，亮度，虽然这种方法价格便宜，而且也适应大多数场合。但是普通彩色相机使用的是bayer插值算法，当插值沿着线和边缘产生错误着色的像素时，会发生颜色混叠，这样容易由于算法的误差导致边缘颜色失真，从而产品边缘的颜色检测并不准确。
4.第二种是使用高性能的棱镜ccd相机。虽然这种方法具有出色的颜色还原性，而且也能满足对颜色有超高需求客户的应用，是高色彩还原需求的理想之选。但是高性能的棱镜ccd相机价格昂贵，是普通相机的将近三十倍。
5.针对以上情况，有必须研究一款具有性价比高的颜色检测方法。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供了一种高性价比的检测颜色的方法及其检测光源，其可以采用普通黑白相机，颜色还原效果良好，成本较低。
7.为实现上述目的，本发明提供了一种高性价比的检测颜色的方法及其检测光源，包括以下步骤：
8.s1、将黑白相机曝光参数设为1000us-10000us，增益参数为0，其余参数为相机默认参数；
9.s2、将物品放置在白平衡板前，然后打开红色光源并照射在物体上，相机对着白平衡板前的物体进行拍摄，得到图像；
10.s3、使用图像灰度计算工具计算整体图像的灰度平均值，当灰度平均值高于150时，将光源亮度调整降低；当灰度平均值低于150时，将光源亮度调整提高，拍摄出来的图像的灰度平均值等于150，此时得到黑白红色通道照片；
11.s4、打开绿色光源并照射在物体上，相机对着白平衡板前的物体进行拍摄，得到图像；
12.s5、使用图像灰度计算工具计算整体图像的灰度平均值，当灰度平均值高于150时，将光源亮度调整降低；当灰度平均值低于150时，将光源亮度调整提高，拍摄出来的图像的灰度平均值等于150，此时得到黑白绿色通道照片；
13.s6、打开蓝色光源并照射在物体上，相机对着白平衡板前的物体进行拍摄，得到图像；
14.s7、使用图像灰度计算工具计算整体图像的灰度平均值，当灰度平均值高于150时，将光源亮度调整降低；当灰度平均值低于150时，将光源亮度调整提高，拍摄出来的图像
的灰度平均值等于150，此时得到黑白蓝色通道照片；
15.s8、使用算法将黑白红色通道照片、黑白绿色通道照片和黑白蓝色通道照片三张图像合成彩色图像。
16.上述技术方案中，所述s8中的算法如下：
17.(1)h(r，i，j)为黑白红色通道照片的第i行，第j列的灰度值；h(g，i，j)为黑白绿色通道照片的第i行，第j列的灰度值；h(b，i，j)为图像b的第i行，第j列的灰度值；
18.(2)新建一张彩色图像s[(r，g，b)，i，j]，表示彩色图像第i行，第j列的黑白红色通道照片、黑白绿色通道照片和黑白蓝色通道照片的亮度分别为r、g、b；
[0019]
(3)由公式s[(r，g，b)，i，j]＝s{[h(r，i，j)，h(g，i，j)，h(b，i，j)]，i，j}得到新的照片，即为黑白红色通道照片、黑白绿色通道照片和黑白蓝色通道照片合成的彩色图像。
[0020]
上述技术方案中，所述算法采用的软件为matlab或python或c 。
[0021]
上述技术方案中，所述图像灰度计算工具采用的软件为c#或vb。
[0022]
上述技术方案中，所述红色光源、绿色光源和蓝色光源均为偏光光源。
[0023]
本技术方案还提供了一种用于上述技术方案中的高性价比的检测颜色的方法的检测光源，包括底板，设置在底板上的led电路板，设置在底板上并位于led电路板四周的周圈，设置在周圈上并位于led电路板出光方向的漫射板，设置在周圈上并位于漫射板顶部的偏光板，所述led电路板上设置有若干个发光单元，每个所述发光单元上均设置有红光区域、绿光区域和蓝光区域，所述底板、led电路板、漫射板和偏光板上均设置有用于摄像头拍摄的中孔。
[0024]
上述技术方案中，若干个发光单元在led电路板上为阵列排布，所述红光区域、绿光区域和蓝光区域为均等分面积，且每个发光单元上的红光区域、绿光区域和蓝光区域外观大小均相同。
[0025]
上述技术方案中，还包括设置在中孔内壁并设置有通孔的套管，所述套管的一端与底板上的中孔密闭连接，另一端与偏光板上的中孔密闭连接。
[0026]
上述技术方案中，所述套管上设置有用于固定漫射板的支撑部，所述周圈上设置有用于固定漫射板的凹槽，便于安装固定漫射板。
[0027]
上述技术方案中，所述周圈的顶部设置有用于固定偏光板的承载部，便于安装固定偏光板。
[0028]
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0029]
使用本技术方案时，使用红色光源、绿色光源和蓝色光源分别对物体进行打光，然后使用黑白摄像机拍摄得到三张黑白图像，将这三张黑白图像使用图像灰度计算工具计算这三张黑白图像的灰度值，当图像的灰度值不等于150时，则调整光源的亮度，重复前面的步骤，直到分别得到灰度值均等于150的黑白红色通道照片、黑白绿色通道照片和黑白蓝色通道照片，接着使用算法将黑白红色通道照片、黑白绿色通道照片和黑白蓝色通道照片合成一张彩色图像，本技术方案可以使用价格便宜的普通黑白相机进行检测颜色，而且物体边缘的颜色不会发生混叠，也不会失真，得到的图像的物体边缘分界明显，而且在极大的程度上可以还原物体的真实颜色，操作简单，价格便宜。
附图说明
[0030]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]
图1是本发明提供的一种检测光源的结构示意图；
[0032]
图2是本发明提供的一种检测光源的第一分解图；
[0033]
图3是本发明提供的一种检测光源的第二分解图；
[0034]
图4是本发明提供的一种led电路板的结构示意图；
[0035]
图5是图4中a处的局部放大图；
[0036]
图6是本发明提供的一种检测光源的剖视图。
[0037]
附图的标记为：1、底板；11、中孔；2、led电路板；22、发光单元；221、红光区域；222、绿光区域；223、蓝光区域；3、周圈；31、凹槽；32、承载部；4、漫射板；5、偏光板；6、套管；61、支撑部；62、通孔。
具体实施方式
[0038]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0039]
实施例一
[0040]
如图所示，本实施例提供了一种高性价比的检测颜色的方法，其包括以下步骤：
[0041]
s1、将黑白相机曝光参数设为1000us-10000us，增益参数为0，其余参数为相机默认参数。
[0042]
作为优选的，黑白相机的曝光参数优选设为1000us，这样可以提高相机拍摄的效率，以及减少拍摄的时间，从而减小拍摄过程中环境对物体的影响。
[0043]
进一步的，当相机的各个参数设定好了之后，保存好相机参数，检测时不需要重复进行修改，后续可以进行直接检测。
[0044]
s2、将物品放置在白平衡板前，然后打开红色光源并照射在物体上，相机对着白平衡板前的物体进行拍摄，得到图像。
[0045]
s3、使用图像灰度计算工具计算整体图像的灰度平均值，当灰度平均值高于150时，将光源亮度调整降低；当灰度平均值低于150时，将光源亮度调整提高，拍摄出来的图像的灰度平均值等于150，此时得到黑白红色通道照片。
[0046]
s4、打开绿色光源并照射在物体上，相机对着白平衡板前的物体进行拍摄，得到图像。
[0047]
s5、使用图像灰度计算工具计算整体图像的灰度平均值，当灰度平均值高于150时，将光源亮度调整降低；当灰度平均值低于150时，将光源亮度调整提高，拍摄出来的图像的灰度平均值等于150，此时得到黑白绿色通道照片。
[0048]
s6、打开蓝色光源并照射在物体上，相机对着白平衡板前的物体进行拍摄，得到图
像。
[0049]
s7、使用图像灰度计算工具计算整体图像的灰度平均值，当灰度平均值高于150时，将光源亮度调整降低；当灰度平均值低于150时，将光源亮度调整提高，拍摄出来的图像的灰度平均值等于150，此时得到黑白蓝色通道照片。
[0050]
进一步的，当拍摄出来的图像的灰度平均值高于150时，将光源亮度降低总亮度的1/1000；当拍摄出来的图像的灰度平均值低于150时，将光源亮度提高总亮度的1/1000。重复上述步骤，直到拍摄出来的灰度平均值等于150为止。完成光源亮度配比调节后，保存光源亮度参数。当检测的产品是同一种，没有进行更换时，光源亮度配比调节仅需要在第一次检测时完成，当得到相对应的光源亮度参数后，后续可以直接进行检测。
[0051]
s8、使用算法将黑白红色通道照片、黑白绿色通道照片和黑白蓝色通道照片三张图像合成彩色图像。
[0052]
所述s11中的算法如下：
[0053]
(1)h(r，i，j)为黑白红色通道照片的第i行，第j列的灰度值；h(g，i，j)为黑白绿色通道照片的第i行，第j列的灰度值；h(b，i，j)为图像b的第i行，第j列的灰度值；
[0054]
(2)新建一张彩色图像s[(r，g，b)，i，j]，表示彩色图像第i行，第j列的黑白红色通道照片、黑白绿色通道照片和黑白蓝色通道照片的亮度分别为r、g、b；
[0055]
(3)由公式s[(r，g，b)，i，j]＝s{[h(r，i，j)，h(g，i，j)，h(b，i，j)]，i，j}得到新的照片，即为黑白红色通道照片、黑白绿色通道照片和黑白蓝色通道照片合成的彩色图像。最后采用hsv(色调，饱和度，亮度)颜色处理工具，可以准确区分物体的颜色差异。
[0056]
其中，算法采用的软件可以为matlab或python或c 。图像灰度计算工具采用的软件可以为c#或vb。于其他实施例中，算法采用的软件和图像灰度计算工具采用的软件也可以为其他，故不以此为限。
[0057]
本实施例检测颜色的方法颜色还原效果良好，不需要使用价格昂贵的3棱镜摄像机，即使是产品边缘，颜色也是分明不会混叠和失真。但是在检测电容，塑料等容易反光的物体时，如果光源不合适的话，即使使用3棱镜相机，得到的图像效果会出现局部反光，整体微反光。所以本实施例的红色光源、绿色光源和蓝色光源均优选为偏光光源，使用彩色偏光光源去检测颜色，可以克服物体反光的缺点，还可以使得色彩还原更加真实，而且偏光光源不需要调节，不需要特定的角度，装上就可以用。
[0058]
实施例二
[0059]
请参阅图1-图6，本实施例还提供了一种检测光源，其主要用于进行实施例一的高性价比的检测颜色的方法，包括底板1、led电路板2、周圈3、漫射板4、偏光板5和套管6。
[0060]
led电路板2设置在底板1上。周圈3设置在底板1上并位于led电路板2的四周，漫射板4设置在周圈3上并位于led电路板2的出光方向。偏光板5设置在周圈3上并位于漫射板4的顶部，led电路板2上设置有若干个发光单元22，每个发光单元22上均设置有红光区域221、绿光区域222和蓝光区域223，其中，红光区域221、绿光区域222和蓝光区域223均可以设置有若干个发光的灯珠。底板1、led电路板2、漫射板4和偏光板5上均设置有用于摄像头拍摄的中孔11。若干个发光单元22在led电路板2上为阵列排布，红光区域221、绿光区域222和蓝光区域223为均等分面积，且每个发光单元22上的红光区域221、绿光区域222和蓝光区域223外观大小均相同。
[0061]
具体而言，本实施例的红光区域221、绿光区域222和蓝光区域223均为单独控制的，当需要检测光源发出红光时，控制点亮红光区域221；当需要检测光源发出绿光时，控制点亮绿光区域222；当需要检测光源发出的蓝光时，控制点亮蓝光区域223。由于在led电路板2的出光方向设置有漫射板4，使得本实施例的检测光源发出的光线会更加均匀，由于在led电路板2的出光方向设置有偏光板5，使得本实施例的检测光源发出的光线均为偏振光。即本实施例的检测光源可以发出三种颜色的偏振光，便于在给物体检测颜色时，可以给物体打出三种颜色的偏振光，从而可以分别拍出黑白红色通道照片、黑白绿色通道照片和黑白蓝色通道照片。在检测物体颜色的过程中，检测光源先给物体打光，然后摄像头从检测光源上的中孔11对物体进行拍照。
[0062]
本实施例还包括设置在中孔11内壁的套管6，套管6上设置有通孔62，这样，摄像机即可通过通孔62对物体进行拍摄。套管6的一端与底板1上的中孔11密闭连接，另一端与偏光板5上的中孔11密闭连接。套管6可以用于密闭检测光源的内部，避免外部的灰尘或者其他因素干涉检测光源内部，从而可以提高检测光源的使用寿命。另外，套管6上优选设置有用于固定漫射板4的支撑部61。这样可以将漫射板4稳固在led电路板2的出光方向。
[0063]
本实施例的周圈3上设置有用于固定漫射板4的凹槽31。具体的，漫射板4的四周可以卡进周圈3的凹槽31内，此时漫射板4的四周有周圈3的凹槽31稳固，漫射板4的中部又套管6的支撑部61顶起，从而漫射板4的安装会更加稳固。另外，周圈3的顶部设置有承载部32，偏光板5固定在承载部32上，此时即可也将偏光板5固定在漫射板4的顶部，即可使得本实施例的检测光源发出的光源为偏振光。
[0064]
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。