光源颜色、波长与穿透力、互补色

        恰当选择光源颜色在机器视觉应用中有助于突出目标特征,降低算法复杂性。

        常见光源颜色有:白、蓝、红、绿、红外、紫外

        简单来说就是:白+光的三原色+红外和紫外

PS1:

        关于三原色,分为光的三原色(红绿蓝,RGB)和颜料的三原色[红(品红)黄蓝(青)]。

        造成上述三原色概念分歧的原因在于原理层面。

        对于光源,其颜色叠加的效果是同时显示出各光源的颜色效果,如红+绿,结果就是黄色。

        对于物体,其颜色叠加效果是显示出各个颜色所共同反射的颜色。如,黄色的物体,反射红光和绿光较多,而蓝色的物体,反射绿光、蓝光和紫光较多,加在一起,就是他们共同反射的颜色,也就是绿色了。

        所以说,光源的颜色叠加,会越来越亮,颜料的颜色叠加是越加越暗。

        另外,光源的颜色是纯色,只与光源本身有关。如,红色的光源,它的颜色就是红色,不管你把它放到什么环境下,都不改变它的颜色。但是颜料的颜色不是纯色,还与周围的环境有关。(学过美术的人就知道这是“固有色”与“环境色”。)

        各种光源颜色的应用场景:

        蓝:银色背景(如钣金、车加工件等)、薄膜上金属印刷品;

        红:特性是波长较长,可通过一些较暗的物体,如底材黑色的透明软板孔位定位、绿色线路板线路检测、透光膜厚度检测,红色光源更能提高对比度;

        绿:红/银色背景产品;

        红外:不可见光,波长长,透过力强,用于LCD屏检测、视频监控等;

        紫外:不可见光,波长短,贯穿力强,用于证件检测、触摸屏ITO检测、布料表面破损、点胶溢胶检测、金属表面划痕检测等。

PS2:

        关于光的波长、频率、穿透力的辨析

        波长×频率=光速,光速恒定的情况下,波长和频率此消彼长。

        波长长则频率低,频率低则单个光子能量小,由于波长长,该光绕射能力强(亦称衍射),也就是说波长长则传播距离远,不易耗散掉,如红日来到地球人的眼中、无线电绕过大厦、红色交通灯穿透雾霭等。

        波长短则频率高,频率高则单个光子能量大,该光贯穿能力强,也就是说波长短则传播距离近,易耗散掉(散射之类的),但是由于单个光子能量强,它更倾向于打进物体中去(而长波长光则倾向于碰到障碍物绕过去),如天空呈现蓝色、X光穿透检测、紫外线杀菌(高能量破坏生物机能)等。

        可以通过互补色来增加对比度,如突出某颜色。

        要加亮黄色,则减暗蓝色;

        要加亮粉红,则减暗绿色;

        要加亮金黄(金黄由红和黄组成),则需要同时加亮红色和减暗蓝色。

        互补色查询见色环,简化后大概是这个样子,对角线即互补:

                                                                     青

                                                           蓝                 绿

                                                           粉                 黄

                                                                     红


色环

        一个简单的应用例子是下图的这张蓝天白云绿树林:

        现在是蓝天白云,利用互补色的原理,把白云变成晚霞。

        现在的白云是属于亮部和灰部之间的。所以调的时候只动这部分的参数即可。要加亮金黄(金黄由红和黄组成),则需要同时加亮红色和减暗蓝色那么我通过曲线分别对红通道和蓝通道的调整,就可以达到目的。

        可以发现,只有云和天空的颜色变了,而山,和树的颜色基本没变。

        在机器视觉中,如下图绿色背景采用红色光源,提高对比度,效果为:

互补色运用

        又如:

        目标上的“谢谢惠顾”是红字,红色光打上去后,字被过滤了。

        对此处资料真实性存疑,红色光打到红色字上,红色光源会使得红色特征更亮,应该采用绿色光源吧?笔误?

        在下面这张图里,当我增加蓝色通道后,红色就被削弱了,当我增加红色通道后,红色就更亮了,而黄色自始至终基本没有什么变化。


文章参考了多处网络资料。

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