1861年
，維多利亞女王統治期間

，英國仍處於工業革命的巔峰，此時，物理學家馬克斯威拍出了世界上第一張彩色照片。70年過後
，英國科學家約翰 洛吉 貝(bei)爾(er)德(de)在(zai)戰(zhan)前(qian)的(de)倫(lun)敦(dun)首(shou)次(ci)展(zhan)示(shi)了(le)世(shi)界(jie)上(shang)第(di)一(yi)款(kuan)彩(cai)色(se)電(dian)視(shi)
，盡(jin)管(guan)上(shang)世(shi)紀(ji)在(zai)技(ji)術(shu)上(shang)取(qu)得(de)了(le)長(chang)足(zu)進(jin)步(bu)

，但(dan)製(zhi)造(zao)商(shang)徹(che)底(di)接(jie)受(shou)彩(cai)色(se)檢(jian)測(ce)卻(que)還(hai)是(shi)過(guo)了(le)好(hao)多(duo)年(nian)。

   食品
、紡織、dianzihebandaotixingyezhong，duichanpinsecaidejiancefeichangzhongyao，zhebingbulingrenjingya。zaiheibaixiangjiyingyongzhong，meigexiangsukeyiduiguangyuanzhaoshedaotuxiangshangmeigediandeguangxianqiangdujinxingceliang。caisexiangjikeduimeigedianshangdesanzhongbutongsecaideguangxianqiangdujinxingceliang，jiangsuobuhuodeshujuliangfanlesanbei。zhefuzalecongshujubuhuodaojisuanjichulidemeigebuzhou

，yiweizhehuijiejishusuiranyoujuxianxingdanrengshizuishouhuanyingdefangfa。

   Matrox Imaging公司MIL處理組經理Arnaud Lina說：“成cheng像xiang行xing業ye推tui動dong了le黑hei白bai圖tu像xiang檢jian測ce的de應ying用yong。這zhe些xie圖tu像xiang的de獲huo取qu相xiang對dui簡jian單dan，處chu理li黑hei白bai圖tu像xiang的de專zhuan業ye技ji術shu豐feng富fu，但dan現xian有you的de彩cai色se圖tu像xiang處chu理li軟ruan件jian包bao和he專zhuan業ye技ji術shu非fei常chang少shao。灰hui階jie方fang法fa更geng加jia廣guang泛fan，更geng加jia容rong易yi理li解jie和he操cao作zuo
、價jia格ge便bian宜yi

，並bing且qie計ji算suan複fu雜za度du相xiang對dui較jiao低di。所suo有you這zhe些xie因yin素su使shi得de灰hui度du方fang法fa成cheng為wei行xing業ye中zhong具ju有you吸xi引yin力li的de方fang案an。機ji器qi視shi覺jiao製zhi造zao商shang克ke服fu這zhe些xie困kun難nan並bing開kai發fa出chu高gao費fei效xiao比bi，且qie容rong易yi使shi用yong的de方fang案an還hai是shi最zui近jin的de事shi。

   zaiyixielizizhong，jinshendexuanzeguangyuanheheibaixiangjijiuyizugou
，wuxuzengjiaewaidecaisexitongchengben。liru，hongseguangnenggouzhaomingtuxiangzhongdehongsequyu
，lvguanghelanguangzechengxianheise。xiangduijiandandehuijieruanjiangongjusuihoukeyongyujinxingxiangyingdeceliang。

   Firstsight Vision公司銷售主管Mark Williamson說：“很(hen)多(duo)人(ren)都(dou)有(you)一(yi)個(ge)誤(wu)解(jie)
，認(ren)為(wei)人(ren)觀(guan)測(ce)到(dao)的(de)是(shi)彩(cai)色(se)，就(jiu)需(xu)要(yao)用(yong)彩(cai)色(se)檢(jian)測(ce)。如(ru)果(guo)你(ni)需(xu)要(yao)辨(bian)別(bie)色(se)彩(cai)，這(zhe)的(de)確(que)很(hen)重(zhong)要(yao)
，但(dan)無(wu)需(xu)用(yong)彩(cai)色(se)進(jin)行(xing)簡(jian)單(dan)的(de)測(ce)量(liang)。”

  數據獲取

   對於更為複雜的應用來說
，機器視覺製造商在近年來有了穩步提升。曾經的一個障礙是在適宜的價位提供分辨率好的彩色相機，但近年CCD分辨率的提升提供了解決方案。

   在過去，麵陣掃描彩色相機采用三種獨立的CCD芯片分別用於每個像素紅、綠、藍三種光的捕獲。這些數據隨後被合成一張全彩色圖像。

   更geng為wei便bian宜yi的de解jie決jue方fang案an是shi隻zhi采cai用yong一yi個ge芯xin片pian
，芯xin片pian上shang的de每mei個ge像xiang素su隻zhi對dui輪lun流liu穿chuan越yue圖tu像xiang的de一yi種zhong色se彩cai感gan光guang。由you於yu每mei個ge像xiang素su都dou將jiang被bei其qi他ta測ce量liang不bu同tong色se彩cai的de像xiang素su包bao圍wei，相xiang機ji能neng夠gou通tong過guo尋xun找zhao缺que失shi色se彩cai周zhou邊bian的de反fan饋kui來lai填tian充chong缺que失shi的de色se彩cai。但dan這zhe降jiang低di了le圖tu像xiang色se彩cai分fen辨bian率lv

，因yin為wei隻zhi采cai用yong了le大da概gai一yi半ban的de真zhen實shi像xiang素su
，相xiang比bi具ju有you相xiang同tong像xiang素su的de三san芯xin片pian相xiang機ji來lai說shuo，色se彩cai保bao真zhen度du不bu夠gou精jing確que。

   這曾經限製單芯片相機的采用，但新的百萬像素芯片的出現使高分辨率色彩的獲取成為可能，並且無需對每種彩色都準備一個傳感器。Williamson說:“我們在嚐試向單芯片彩色相機轉變，因為價格更加便宜。”

   彩cai色se檢jian測ce在zai采cai用yong線xian陣zhen相xiang機ji拍pai攝she圖tu像xiang中zhong仍reng存cun在zai問wen題ti。線xian陣zhen相xiang機ji含han有you成cheng千qian上shang萬wan個ge連lian續xu的de像xiang素su，能neng夠gou對dui運yun動dong中zhong傳chuan送song帶dai上shang的de目mu標biao物wu進jin行xing掃sao描miao
，來lai成cheng行xing構gou建jian每mei個ge目mu標biao物wu的de圖tu像xiang。由you於yu單dan行xing限xian速su需xu要yao對dui每mei種zhong色se彩cai進jin行xing單dan獨du的de獲huo取qu，導dao致zhi了le相xiang機ji性xing能neng的de下xia降jiang，而er采cai用yong三san行xing像xiang素su成cheng本ben則ze太tai高gao。

   由you於yu三san線xian性xing掃sao描miao相xiang機ji仍reng有you廣guang泛fan的de高gao端duan應ying用yong，一yi些xie製zhi造zao商shang現xian在zai開kai始shi生sheng產chan雙shuang線xian性xing相xiang機ji，一yi行xing像xiang素su隻zhi捕bu獲huo一yi種zhong色se彩cai

，並bing且qie其qi他ta行xing含han有you交jiao錯cuo像xiang素su可ke捕bu獲huo另ling外wai兩liang種zhong主zhu要yao色se彩cai。

   Dalsa公司高級線陣相機銷售經理Xing-Fei He說：“這種彩色性能沒有三芯片CCD相機性能好，但是對於識別個別的盒子已經足夠，如：垃圾回收應用。它非常適用於這種應用。”

   由於傳送帶的速度非常快，捕獲的數據量巨大。Williamson說：“從相機中提取數據並傳送至采集卡常常是個問題。隻有通過PCI總線才能應對大容量數據。”

   然而，根據Williamson
，由於高速數字接口的出現，如：吉比特以太網和火線，對於線陣相機來說，這種傳輸已經不再是問題。

   數據一旦被獲取，就需要計算對其進行分析，這同樣因為大量數據而變得複雜。
Williamson 說：“對於智能相機來說是個典型的問題

，你需要三倍的處理能力，而這是個瓶頸。”半導體技術的不斷發展可能會最終解決這個問題。

   彩色分析

   FPGA技術也能夠幫助簡化這一問題，在數據在從相機或采集卡傳輸至計算機之前對其進行快速預處理。Euresys的Grablink Quickpack ColorScan圖像采集卡配有FPGA和其他的功能

，可簡化彩色檢測應用。

   例如：目mu標biao物wu在zai一yi個ge線xian陣zhen相xiang機ji下xia移yi動dong時shi
，每mei個ge像xiang素su行xing都dou能neng夠gou在zai不bu同tong的de時shi間jian點dian顯xian現xian出chu目mu標biao物wu的de特te征zheng，並bing且qie相xiang機ji必bi須xu隨sui後hou對dui像xiang素su的de不bu同tong色se彩cai進jin行xing拚pin合he，並bing讀du取qu為weiRG圖像。Euresys的方案是通過在圖像采集卡上采用FPGA技術
，來實施這種“線陣延遲補償（scan-delay compensation）”
，幫助減輕計算機的工作量。FPGA技術在處理中比計算機的CPU更為有效。這種方案還能糾正不同色彩的失真和平衡。

   即使對數據進行了預處理，大容量意味著需要對分析算法進行仔細斟酌。Dalsa的He說，“算法比傳統的處理更加複雜。”

   Firstsight Vision的Williamson同意這樣的觀點，“你要做的是有效處理三倍的數據
，所以更加複雜。關鍵是將複雜性隱藏在看起來簡單的用戶界麵之後。”

   He說Dalsa的IPD檢(jian)測(ce)軟(ruan)件(jian)工(gong)具(ju)是(shi)這(zhe)方(fang)麵(mian)非(fei)常(chang)好(hao)的(de)例(li)子(zi)。采(cai)用(yong)這(zhe)個(ge)工(gong)具(ju)，用(yong)戶(hu)可(ke)以(yi)定(ding)義(yi)他(ta)們(men)自(zi)己(ji)最(zui)感(gan)興(xing)趣(qu)的(de)三(san)種(zhong)顏(yan)色(se)。工(gong)具(ju)隨(sui)後(hou)創(chuang)建(jian)三(san)類(lei)單(dan)色(se)圖(tu)像(xiang)映(ying)射(she)每(mei)種(zhong)顏(yan)色(se)的(de)密(mi)度(du)。

   一個通常的彩色傳感器隻能提供一個二值圖像（彩色有效處為黑色，彩色無效處為白色）

，但是不能顯示強度。Williamson 說，“iNspect可提供一張有關所有那種顏色不同漸變的圖片。這使用戶能夠在全彩色圖像中應用這種典型的單色工具，如：邊緣查找和Blob分析。”

   機器視覺軟件庫還能夠通過為多數通常工作提供Ready-Written Code來簡化色彩檢測。Euresys的Open eVision係列包括進行彩色分析的EasyColor庫。這些包括有將RGB色彩數據轉換為對色彩強度
、色調、飽和度的描述，這些參數對一些應用很重要。它還可以根據色彩進行圖像分割，糾正彩色平衡以及彩色濾波。

彩色分析可用於對不同物體進行計數，如這些糖果。

   大多數現有的軟件都致力於提高用戶操作係統的便利性，使用戶無需具備豐富的機器視覺專業知識就能夠從色彩檢測中受益。Matrox Imaging的Arnaud Lina說：“Matrox開發出了一套軟件工具，能夠集成於Matrox Imaging Library （MIL）
，MIL是一個通用成像及視覺庫。軟件包含有顏色匹配工具、colourdistance工具和彩色投影。”

   “zaitongyongchengxiangjishijiaobaoneijichengcaisegongju
，shirangkaifarenyuanzaishiyongjiandandetongyongbianchengjiemianjinxingchengxiangyingyongshi，tianjiashangcaisetuxianghuoquhechuligongneng。zheyangyonghujiunenggouguanzhuyucaisejianceyingjianheruanjian，erbushikaifaruanjiansuanfa。”

   Matrox的工具包括有彩色數據分析
，彩色識別和學習
，以及類似人類感知能在不同色彩空間內運作的能力。靈活性是關鍵。Lina說：“我們根據問題的特質提供各種策略。”

   未來

   其他的小革新也能夠簡化彩色檢測設備的維護。Dalsa近期用車燈上通常采用的染料替代了傳感器上的色彩過濾器

，這可以使其更經久耐用。Dalsa的He說：“用戶不會想要在幾個月中就看到褪色現象。

   技(ji)術(shu)很(hen)少(shao)保(bao)持(chi)不(bu)變(bian)
，機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)供(gong)應(ying)商(shang)似(si)乎(hu)最(zui)終(zhong)將(jiang)掌(zhang)握(wo)彩(cai)色(se)檢(jian)測(ce)
，他(ta)們(men)可(ke)能(neng)會(hui)進(jin)入(ru)一(yi)個(ge)新(xin)的(de)時(shi)代(dai)，這(zhe)又(you)會(hui)對(dui)數(shu)據(ju)處(chu)理(li)提(ti)出(chu)更(geng)高(gao)的(de)要(yao)求(qiu)，像(xiang)是(shi)三(san)種(zhong)色(se)彩(cai)（紅、綠
、藍）遠不夠，大多數的製造商現在都在研究添加第四或第五種成分——UV和近紅外波長。

   Basler公司視覺配件產品部經理Joachim Linkemann說：“單色信息將很可能發展為近紅外光。水果和蔬菜上的劃痕在近紅外下都能夠觀測得到。除RGB外，彩色相機很可能會開發出NIR像素。”這可能會采用相同的像素技術，但新增的過濾器可使紅外波也融入所要求的像素。

   Dalsa的Xing-Fei He讚成相機很可能會在未來對更大範圍內的波長敏感,他說：“客戶還會轉向紫外線檢測。由於電子元件變得越來越小

，我們需要采用更短的波長來檢測它們。我預計它將成為一個重要的市場趨勢。”

   直到現在，製造商至少能夠從多數彩色檢測技術的發展中受益，這些發展簡化了操作，費效比比從前更高。He預測：“我們能看到越來越多的客戶轉向彩色檢測來區分不同的產品。”

   應用

彩色分析工具能用於區別不同特征

   生產線上應用的多數彩色檢測將會趨向美感：如:檢測標簽印刷的錯誤，或確保一塊布的顏色同特殊的色調匹配。這些應用確實非常重要，但彩色通常用於檢測特征，而非美觀與否。

   Matrox Imaging 公司MIL過程組經理Arnaud Lina說：“在食品行業，產品的色彩通常是質量的標示。彩色處理可用於單個產品的質量評估，如：檢測西紅柿的紅色程度
，或測量一個包裝內各種物品的比例。”

   在紡織工業，UV檢測能夠查找出纖維中的雜質，而這些無法用肉眼觀看得到。

   在電子和半導體行業
，彩色可用於區分同一電路板上的不同元件。Dalsa 公司的Xing-Fei He 說：“盡管元器件不再有彩色編碼的必要，彩色仍是用於識別的一個方麵。”

   zaiyiliaoyingyongzhong，caiseyefeichangzhongyao。xianzaiyixiegongsikaishishengchanyingxiangshebei
，jinxingzhongliuhezhidengyangbendezidongfenxi，laipandingbingrenshifouhuanyouexingpifuai。Basler公司視覺配件產品經理Joachim Linkemann說：“一個非常有經驗的醫生需要通過樣本來診斷癌症，但他們需要具備極其豐富的經驗。一台機器可以給出更可信的結果——它不會出現診斷失誤的時候。沒有彩色分析，腫瘤就很難識別”