淺析電氣工程技術(shù)與色差校正的結(jié)合

摘 要：色差又稱色像差，是透鏡成像的一個嚴(yán)重缺陷，色差簡單來說就是顏色的差別，發(fā)生在以多色光為光源的情況下，單色光不產(chǎn)生色差。電氣研究中，不同波長的光，顏色各不相同，其通過透鏡時的折射率也各不相同，這樣物方一個點，在像方則可能形成一個色斑光學(xué)系統(tǒng)最主要的功能就是色差。在電氣工程技術(shù)范疇，織物也有色差一詞。在染色中，由于缸差的原因而導(dǎo)致染出來的坯布，些許有色差。有的色差是用肉眼看不出來的，而要借助儀器來辨別色差的大小。在織物染色這個過程中，色差的出現(xiàn)是讓業(yè)者非常頭疼的問題，所以有效的解決這個問題是很有必要的。所謂校正，目的是通過對織物樣品圖像數(shù)據(jù)的讀取，處理，還原，應(yīng)用電氣相關(guān)知識，以VB為處理軟件，完成對于織物染色色差的系統(tǒng)處理。

關(guān)鍵詞：色差；電氣工程；讀取；校正；還原

由于電氣技術(shù)與計算機互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合的迅速發(fā)展，數(shù)字圖像信息量越來越大，內(nèi)容也越來越多，需要對這些信息進行適當(dāng)?shù)姆治龊吞幚?，提煉出對用戶最有意義的內(nèi)容，實現(xiàn)高效的瀏覽與檢索。

色差檢測的必要條件就是對采集到的圖像進行顏色特征提取，其工作的重點主要集中在顏色空間的選擇和顏色特征提取的算法上。電氣中顏色空間的選擇：彩色數(shù)字圖像一般為RGB格式，但是RGB顏色空間不是一個均勻顏色空間，不利于基于顏色特征的圖像分割，而CIELAB顏色空間是一個均勻的視覺空間，在CIELAB顏色空間中的兩個點之間的距離能夠表現(xiàn)色差，并且與人眼視覺系統(tǒng)的感覺是一致的。因此，CIELAB顏色空間在彩色圖像分析中很有效，本文算法即采用此顏色空間。顏色特征提取算法：對圖像進行預(yù)處理之后，任意指定某個像素點進行顏色特征值的提取。掃描圖像為RGB格式，可分別提取R、G、B的顏色特征，具體方法：首先根據(jù)織物紋理特征和圖像分辨率，確定以目標(biāo)像素點為中心的鄰域m?！羘大?。黄浯稳∴徲騼?nèi)所有像素點的中值，認(rèn)為此中值即為目標(biāo)像素點的顏色特征值。獲得織物圖像的R、G、B特征值之后，須將其計算成三刺激值，并轉(zhuǎn)換成CIELAB顏色空間的L、o、b值，然后代人色差公式計算色差。

在電氣工程中，我們想要校正織物的色差，通過提取圖像的RGB值來進行進一步的步驟，圖像的內(nèi)容不是單一的圖像，每塊被測區(qū)域存在雜質(zhì)的數(shù)量、大小、顏色、位置大都不一致，而且雜質(zhì)的形狀難以預(yù)知；由于布匹快速運動對光線產(chǎn)生反射，圖像中可能存在大量的噪聲；在流水線上，對布匹檢測有實時性的要求。考慮上述原因，圖像識別處理時應(yīng)采取相應(yīng)的算法，提取雜質(zhì)的特征，進行模式識別，實現(xiàn)智能分析。在染色品的色差評價過程中，有諸多因素可能導(dǎo)致評價誤差加大，如：照射光源質(zhì)量、測試房間的裝潢設(shè)計、測試環(huán)境的背景顏色等干擾?？傮w上，在電氣工程中，基于計算機視覺系統(tǒng)的染色品色差檢測的過程中，采集到的染色布面的顏色信息通常受到三個因素的影響：視覺系統(tǒng)、染色品本身及照射光源。

在電氣工程技術(shù)中，我們本身是沒有學(xué)過這些知識的，需要通過對于相關(guān)書籍的查詢，了解植物染色的原理，色差形成的原因，以及如何通過修改相關(guān)數(shù)據(jù)來解決色差問題，這個時候我們通過查閱書籍得知顏色通過計算機顯示出來的數(shù)值叫做RGB值，通過對RGB值的修改就可以完成對于織物染色色差的校正。

由于RGB顏色空間的顏色信息包含于三個分量中（R、G、B），因此表示待測目標(biāo)的顏色（R1、G1、B1）與標(biāo)準(zhǔn)顏色（R2、G2、B2）的差異可采用計算歐式距離，即：

或者，

將所持有的有著明顯色差的織物拍照，得到所需要的圖像文件。所得到的圖像是數(shù)據(jù)庫MDB文件，可以通過access以及excel等文件打開，所得到的圖像是數(shù)據(jù)庫MDB文件，可以通過access以及excel等文件打開，這次我采用的是excel的方法，得到每個點的abc的值，通過excel的公式編輯的方法，算出每個的平均值，找出與平均值差距很大的點（色差），將他們換成平均值，將修改后的結(jié)果保存到原來的mdb文件中。

查閱相關(guān)書籍通過VB6.0寫出把MDB文件還原為圖像的VB還原程序。把之前經(jīng)過處理的MDB文件用還原程序打開，還原出新的圖像，再和原來圖像進行比較，發(fā)現(xiàn)原來圖像上面的污點以及消失，這個時候就可以證明了校正實驗取得了成功。

在染色品的色差評價過程中，有諸多因素可能導(dǎo)致評價誤差加大，如：照射光源質(zhì)量、測試房間的裝潢設(shè)計、測試環(huán)境的背景顏色等干擾。因此，要重點對其中的相關(guān)因素進行性能分析?？傮w上，在基于計算機視覺系統(tǒng)的染色品色差檢測的過程中，采集到的染色布面的顏色信息通常受到三個因素的影響：視覺系統(tǒng)、染色品本身及照射光源。所以對于一定程度上的誤差要能夠接受。

在染色過程中檢測色差，由亮度差、彩度差和色相差值能有效地推測布匹的顏色偏差。針對偏差調(diào)整染料的配比、輥軸的壓力等，可以調(diào)整布匹顏色。比較生產(chǎn)樣品和標(biāo)準(zhǔn)樣品同一色彩點的色差值，將色差值控制在指定范圍內(nèi)，可控制布匹絕對質(zhì)量與平均質(zhì)量，保持穩(wěn)定的色彩效果，從而達到控制布匹質(zhì)量的目的。下一步工作是完成硬件選型，在印染車間進行現(xiàn)場調(diào)試，改進圖像處理算法，提高系統(tǒng)可靠性和實時性，使其盡快應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。

織物色差的校正有著很多的方法，運用電氣工程及計算機技術(shù)進行處理只是我的一些膚淺的研究，通過這樣的研究讓我對這個問題有了較充分的認(rèn)識，在這個看似和工業(yè)有關(guān)的課題中，真正關(guān)鍵的是程序的編輯以及數(shù)據(jù)的計算，這些也和我所學(xué)的電氣知識有著密切的聯(lián)系。這些不僅只是存在于我們的學(xué)習(xí)當(dāng)中，而且同我們的日常生活也有著千絲萬縷的聯(lián)系。

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作者簡介：徐劍波（1991.1-），男，漢族，江蘇淮安人，本科，就讀于國立華僑大學(xué)電氣工程與自動化專業(yè)。