机器视觉检测的基础知识-颜色篇

视觉检测硬件构成的基本部分包括：处理器、相机、镜头、光源。其中，和光源相关的最重要的两个参数就是光源颜色和光源形状。 今天，我们就颜色这个话题，展开一些基础知识的介绍。

视觉检测硬件构成的基本部分包括：处理器、相机、镜头、光源。其中，和光源相关的最重要的两个参数就是光源颜色和光源形状。
今天，我们就颜色这个话题，展开一些基础知识的介绍。

一，什么是颜色？

颜色是通过眼、脑和我们的生活经验所产生的一种对光的视觉效应，我们肉眼所见到的光线，是由波长范围很窄的电磁波产生的，不同波长的电磁波表现为不同的颜色，对色彩的辨认是肉眼受到电磁波辐射能刺激后所引起的一种视觉神经的感觉。颜色具有三个特性，即色相，饱和度和明亮度。

简单讲就是光线照到物体，反射到眼中的部分被大脑感知，引起的一种感觉。通过色相（Hue）、饱和度（Saturation）和明亮度（Value）来表示，即我们常说的 HSV。当然，颜色有不止一种表示方法，RGB 三原色也是另外一种表示方法。但是对人类最直观感受的方式是 HSV。

二，什么是 HSV？

色相（Hue）

如果将色彩分类，可分为含有颜色的有彩色与不含颜色的无彩色（黑、白、灰）两种。在有彩色中，红、蓝、黄等颜色的种类即称为 “色相（Hue）”。

作为主要色相有红、黄、绿、蓝、紫。以这些色相为中心，按照颜色的光谱将颜色排列成环状的图形我们称之为 “色相环”。使用此色相环我们即可求得中间色与补色。

饱和度（Saturation）

饱和度（Saturation）是指颜色的鲜艳度，表示色相的强弱。颜色较深鲜艳的色彩表示 “饱和度较高”，相反颜色较浅发暗的色彩表示 “饱和度较低”。饱和度最高的颜色称为 “纯色”，饱和度最低的颜色（完全没有鲜艳度可言的颜色）即为无彩色。

明亮度（Value）

明亮度（Value）表示颜色的明暗程度。无论有彩色还是无彩色都具有明亮度。明亮的颜色表示 “明亮度较高”，相反暗的颜色表示 “明亮度较低”。无论有彩色还是无彩色，明亮度最高的颜色即为白色，明亮度最低的颜色即为黑色。也就是说，有彩色的明亮度可用与该亮度对应的无彩色的程度进行表示。

HSV 的关系用一张图来表示如下

三，补色

红与绿、蓝与橙等，在色相环中位于相对位置的色相组称为补色。具有互补关系的颜色混合后变成无彩色。颜料混合（减色法）时呈黑色，色光混合（加色法）时呈白色。

四，波长与颜色的关系

如果将自然光用棱镜分解，则可见无色的光呈现出 7 种颜色。
光的不同颜色是因波长而起，从波长较短的光到波长较长的光，依次变化的顺序是：紫、蓝、绿、黄、红。
各种颜色与波长的关系如下图所示。

由光的波粒二象性可知，短波长的蓝色光粒子性更强，实际应用中，更适合捕捉产品微笑的瑕疵创伤。
而红色光更适合需要穿透表面播磨检测内部的应用。

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