實(shí)驗(yàn)七面陣CCD用于顏色識(shí)別

1、實(shí)驗(yàn)七面陣CCD用于顏色識(shí)別實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c意義學(xué)習(xí)利用彩色面陣CCD進(jìn)行彩色圖像的分解與合成，用此種方法對(duì)顏色信息進(jìn)行識(shí)別和圖像處理是本節(jié)實(shí)驗(yàn)的主要目的。另外，通過(guò)實(shí)驗(yàn)也能對(duì)R、G、B色品坐標(biāo)與三基色色彩方程有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。利用彩色面陣CCD可以將復(fù)雜的色彩圖像分解為三原色單色圖像，利用分解的單色圖像進(jìn)行顏色信息的識(shí)別。例如，若想從紅小豆堆里分辨出如綠豆、黑豆、花小豆、砂石等雜質(zhì)，可以將被測(cè)小豆經(jīng)彩色面陣CCD攝取并采集的彩色圖像分解成R、G、B三幅單色圖像，用計(jì)算機(jī)軟件分析這3幅單色圖像的輸出幅度，若G、B圖像的輸出幅度超過(guò)某閾值，則表明其為雜質(zhì)?？梢杂秒姶艢忾y將其吹出，實(shí)現(xiàn)除去雜質(zhì)的目的。在彩

2、色印刷過(guò)程中常采用順序印刷單色圖像的方法，在印每種顏色時(shí)都要檢測(cè)其質(zhì)量。因此，用彩色面陣CCD進(jìn)行彩色圖像分解出的單色圖像進(jìn)行色品分析是保證彩色印刷質(zhì)量的關(guān)鍵。將三原色單色圖像合成為一幅圖像，該幅圖像為真彩色圖像。若對(duì)一色、二色或三色單色圖像進(jìn)行對(duì)比度、白電平等參數(shù)的調(diào)整，結(jié)果會(huì)使合成的彩色圖像的顏色、飽和度、色度等色品參數(shù)發(fā)生變化，即彩色圖像被處理。通過(guò)彩色圖像的處理能提高原圖像的質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)所需儀器設(shè)備帶有USB2.0輸入端口的計(jì)算機(jī)（或GDS-III電綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)），推薦使用WIN2000以上操作系統(tǒng)，使用1024x768分辨率，24或32位真彩顯示；YHACCDIII型彩色面陣CCD多功

3、能實(shí)驗(yàn)儀一臺(tái)。實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備學(xué)習(xí)圖像傳感器應(yīng)用技術(shù)第七章CCD彩色攝像機(jī)概述，尤其應(yīng)掌握單管面陣CCD彩色攝像機(jī)的原理及各種濾色片的結(jié)構(gòu)；學(xué)習(xí)基本的色度學(xué)基礎(chǔ)（參考“電視原理及其應(yīng)用技術(shù)”、“光電圖像處理”或“電視攝像機(jī)與視頻處理”等相關(guān)教材）掌握“彩色三要素”、“三基色原理”、“混色原理”、“顏色的度量和表示”、“CIE標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)系統(tǒng)”等基礎(chǔ)知識(shí)；學(xué)習(xí)圖像傳感器應(yīng)用技術(shù)的第九章“視頻信號(hào)處理與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集”，掌握各種彩色圖像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（卡）的原理及其應(yīng)用；學(xué)習(xí)R、G、B色彩系統(tǒng)顯示原理。對(duì)于彩色圖像，它的顯示來(lái)源于R、G、B三原色亮度的組合。針對(duì)目標(biāo)的單色亮度、對(duì)比度，可以人為的分為“0255

4、”，共256個(gè)亮度等級(jí)。“0”級(jí)表示不含有此單色，“255”級(jí)表示最高的亮度，或此像元中此色的含量為100%。根據(jù)R、G、B的不同組合，就能表示出256x256x256（約1600萬(wàn)）種顏色。當(dāng)一幅圖像中的每個(gè)像素單元被賦予不同的R、G、B值，就能顯示出五彩繽紛的顏色，形成彩色圖像。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容利用彩色面陣CCD攝像機(jī)進(jìn)行彩色圖像分解；利用分解出的單色彩色圖像進(jìn)行顏色信息的分辨；利用彩色面陣CCD攝像機(jī)與計(jì)算機(jī)圖像數(shù)字采集系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的彩色圖像處理。5實(shí)驗(yàn)步驟1）基本彩色圖像的分解用USB連接線將YHACCDIII彩色面陣CCD多功能實(shí)驗(yàn)儀與計(jì)算機(jī)的USB2.0連接起來(lái)；打開(kāi)計(jì)算機(jī)的電源開(kāi)關(guān)，確定

5、“面陣CCD顏色識(shí)別實(shí)驗(yàn)”程序是否已經(jīng)安裝；若未安裝，請(qǐng)按廠家提供的安裝盤(pán)安裝。若已安裝，可進(jìn)行下面的操作；再打開(kāi)實(shí)驗(yàn)儀的電圖1彩色樣圖檢查面陣CCD攝像機(jī)的電源線與視頻線是否與實(shí)驗(yàn)儀連接好。源開(kāi)關(guān)；確認(rèn)視頻切換按鈕是否已經(jīng)按下，切換指示燈點(diǎn)亮，說(shuō)明已經(jīng)將外置面陣CCD攝像機(jī)的視頻信號(hào)接入視頻信號(hào)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);將儀器提供的彩色樣品圖1安裝在“被測(cè)物夾持架”上，調(diào)整物像關(guān)系，使圖像盡量清晰；運(yùn)行“面陣CCD顏色識(shí)別實(shí)驗(yàn)”程序，點(diǎn)擊如圖2所示“實(shí)時(shí)采集”按鈕，進(jìn)行圖像采集；把鼠標(biāo)移到所采集的圖像上，觀測(cè)鼠標(biāo)指示位置像素點(diǎn)的R、G、B等級(jí)數(shù)（見(jiàn)圖4所顯示的值）；在顏色選取框（圖5）中選擇任意單色通道

6、，例如紅色通道，關(guān)閉其余通道。此時(shí)實(shí)時(shí)采集圖像為紅色單色圖像。點(diǎn)擊如圖3所示的“停止采集”按鈕，完成一幀圖像的數(shù)據(jù)采集。將采集到的紅色單色圖像數(shù)據(jù)保存成文本文件。然后點(diǎn)擊“實(shí)時(shí)采集”按鈕，并重新采集其他單色圖像，觀察這些圖像的數(shù)據(jù)變化，并將采集的單色圖像保存起來(lái)。實(shí)時(shí)采集圖2實(shí)時(shí)采集按鈕停止采集|圖4像元灰度值信息顯示顏色選取疋紅色通道疋綠色通道眉藍(lán)色通道圖3停止實(shí)時(shí)采集按鈕圖5圖像顏色通道選取2）用單色彩色圖像分離雜質(zhì)按上面的步驟和方法采集需要挑選的紅豆圖像，再分別采集三種單色圖像，并將其分別存入3個(gè)文本文件中；打開(kāi)三種單色圖像文件，分析各單色圖像的特點(diǎn)，從單色圖像中找到需要分離出來(lái)的信息處在什么坐標(biāo)位置（綠豆、黑豆、花豆等雜質(zhì)的位置）。3）彩色圖像簡(jiǎn)單處理方法按上面的步驟和方法采集一幅彩色圖像，再分別采集并存儲(chǔ)三種單色圖像，點(diǎn)擊“查看”菜單的顯示數(shù)據(jù)選項(xiàng)，如圖6所示,并將其分別存入3個(gè)文本文件中；在采集軟件中利用“顏色平衡”功能對(duì)任意三路顏色的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整和修正如圖7所示。將調(diào)整后的圖像數(shù)據(jù)保存在文本文件中；將原圖與修正后的圖像進(jìn)行比較，看其差別，說(shuō)明這種處理帶來(lái)的好處。圖6查看圖像數(shù)據(jù)操作圖7圖像顏色平衡調(diào)整6結(jié)束與關(guān)機(jī)需要保存的數(shù)據(jù)及文件保存到“軟盤(pán)”或“閃存”中，以免關(guān)機(jī)時(shí)丟掉退出實(shí)驗(yàn)軟件和其他執(zhí)行軟件，將計(jì)算機(jī)關(guān)掉；關(guān)掉實(shí)驗(yàn)儀的電源；蓋好鏡頭蓋；將