[发明专利]一种适应光照变化的目标颜色识别的机器视觉方法有效

专利信息
申请号: 201911036883.0 申请日: 2019-10-29
公开(公告)号: CN110807817B 公开(公告)日: 2023-01-03
发明(设计)人: 勾阳;陈绵书 申请(专利权)人: 长春融成智能设备制造股份有限公司;长春蓝舟科技有限公司
主分类号: G06T7/90 分类号: G06T7/90;G06T7/00
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 130102 吉林省长*** 国省代码: 吉林;22
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摘要:
搜索关键词: 一种 适应 光照 变化 目标 颜色 识别 机器 视觉 方法
【说明书】:

发明一种适应光照变化的目标颜色识别的机器视觉方法,涉及化工灌装车间的机器视觉图像处理技术。将识别区域分为比对色卡区和颜色采样区,比对色卡区分成若干部分,每个部分放置用于比对的色卡。颜色采样区为采集待识别颜色的区域。比对色卡区和颜色采集区接收同等的、均匀的外部光源照射。分为两个阶段:在颜色标定阶段,提取色卡的颜色特征值,计算样本的颜色特征值,对颜色特征进行修正;颜色识别阶段分为如下步骤:在颜色采样区放置需要识别颜色的样本,计算颜色特征值;对颜色特征值进行修正;计算比对色卡的颜色特征值;采用函数进行计算,进行颜色判别。本发明可以适应光照变化,可以识别更多数量的颜色,能够区分相近颜色。

技术领域

本发明涉及一种电气自动化领域的机器视觉图像处理技术,具体为一种适 应光照变化的目标颜色识别的机器视觉方法。

背景技术

在工业现场环境中,很多时候需要对不同物品进行区分,分别处理。在某 些情况下,物品之间仅存在颜色上的差别,可以采用颜色识别传感器对其进行 区分,这种技术已广泛应用在工业现场环境中。但是其存在以下不足:

一、受外界光照变化影响大。颜色识别传感器接收目标的反射光,根据其 光谱波长范围,和标定光谱波长相比对,从而判别目标的颜色。目标反射光所 在光谱是由环境光和目标表面的光学特性共同决定的。当环境光变化时,目标 反射光所在光谱会相应变化,这样颜色传感器会将目标反射光识别为错误颜色。

二、可识别颜色数量有限。通常情况下,颜色识别传感器能够提供的可识 别颜色只有几种。在需要识别颜色数量较少的情况下,颜色识别传感器可以适 用。当需要识别较大数量的颜色时,颜色识别传感器将不能合适工作。

三、难以区分相近颜色。颜色传感器的特点是对不同色系的颜色加以识别 效果较好,比如红色、蓝色和绿色等。当需要识别相近的颜色,或是同一色系 的颜色时,识别效果较差,甚至不能正常标定和工作,比如对深红、大红和浅 红等相近的颜色,就难以进行识别。

发明内容

针对现有技术中的上述缺陷,本发明提供一种适应光照变化的目标颜色识 别的机器视觉方法。

本发明采用的技术方案是:

一种适应光照变化的目标颜色识别的机器视觉方法,包括彩色工业数字相 机,配以机器视觉光源;还设有一个比对板,比对板上配以需要识别颜色的标 准色卡;

将整个需要进行颜色识别的识别区域分为比对色卡区和颜色采样区两部 分;其中,比对色卡区分成若干部分,每个部分放置颜色不同的用于比对的色 卡;颜色采样区为采集待识别颜色的区域;

比对色卡区和颜色采集区接收同等的、均匀的外部光源照射;

颜色识别分为颜色标定和颜色识别两个阶段;

在颜色标定阶段,分为如下三个步骤:

1.首先在每一个比对色卡区放置需要识别颜色的色卡;调整光源亮度,使 每一个色卡颜色清晰可辨,然后采集图像,提取每个色卡的颜色特征值,采用 下述方法计算色卡的颜色特征值:

其中表示标定图像中第i个比对色卡第j个颜色通道的颜色特征值,表示标定图像中第i个比对色卡第j个颜色通道在第 k个位置的颜色值,ACi表示标定图像中第i个比对色卡所在的图像区域,Fs(.)为 比对色卡区颜色特征提取函数;

2.在颜色采样区放置和第i个比对色卡颜色相同的样本,然后采集图像, 采用下述的方法计算样本的颜色特征值:

其中表示标定图像中在颜色采样区域和第i个比对色卡颜色相同的样本的第j个通道的颜色特征值,表示标定图像中在 颜色采样区域和第i个比对色卡颜色相同的样本的第j个通道在第k个位置的颜 色值,AC表示标定图像中的颜色采样区,Fc(.)为颜色采样区颜色特征提取函数, 其和比对色卡区颜色特征提取函数采用相同的算法;

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