機(jī)器視覺系統(tǒng)的顯色性與色溫

機(jī)器視覺系統(tǒng)

機(jī)器視覺系統(tǒng)對(duì)物體的顯色能力稱為顯色性，是通過與同色溫的參考或基準(zhǔn)機(jī)器視覺系統(tǒng)(白熾燈或太陽光)下物體外觀顏色的比較。光所發(fā)射的光譜內(nèi)容決定機(jī)器視覺系統(tǒng)的光色，但同樣光色可由許多，少數(shù)甚至僅僅兩個(gè)單色的光波縱使而成，對(duì)各個(gè)顏色的顯色性亦大不相同。相同光色的機(jī)器視覺系統(tǒng)會(huì)有相異的光譜組成，光譜組成較廣的機(jī)器視覺系統(tǒng)較有可能提供較佳的顯色品質(zhì)。

當(dāng)機(jī)器視覺系統(tǒng)光譜中很少或缺乏物體在基準(zhǔn)機(jī)器視覺系統(tǒng)下所反射的主波時(shí)，會(huì)使顏色產(chǎn)生明顯的色差(color shift)。色差程度愈大，機(jī)器視覺系統(tǒng)對(duì)該色的顯色性愈差。演色指數(shù)系數(shù)(Kaufman)仍為目前定義機(jī)器視覺系統(tǒng)顯色性評(píng)價(jià)的普遍方法顯色分兩種忠實(shí)顯色：能正確表現(xiàn)物質(zhì)本來的顏色需使用顯色指數(shù)(Ra)高的機(jī)器視覺系統(tǒng)，其數(shù)值接近100，顯色性最好。

效果顯色：要鮮明地強(qiáng)調(diào)特定色彩，表現(xiàn)美的生活可以利用加色的方法來加強(qiáng)顯色效果。采用低色溫機(jī)器視覺系統(tǒng)照射，能使紅色更加鮮艷;采用中等色溫機(jī)器視覺系統(tǒng)照射，使藍(lán)色具有清涼感;采用高色溫機(jī)器視覺系統(tǒng)照射，使物體有冷的感覺。

顯色指數(shù)與顯色性的關(guān)系

當(dāng)機(jī)器視覺系統(tǒng)光譜中很少或缺乏物體在基準(zhǔn)機(jī)器視覺系統(tǒng)下所反射的主波時(shí)，會(huì)使顏色產(chǎn)生明顯的color shift.色差程度越大，機(jī)器視覺系統(tǒng)對(duì)該色的顯色性越差。演色指數(shù)系數(shù)(Kau fman)仍為目前定義機(jī)器視覺系統(tǒng)顯色性評(píng)價(jià)的普遍方法。

白熾燈的顯色指數(shù)定義為100，視為理想的基準(zhǔn)機(jī)器視覺系統(tǒng)。此系統(tǒng)以8種彩度中等的標(biāo)準(zhǔn)色樣來檢驗(yàn)，比較在測(cè)試機(jī)器視覺系統(tǒng)下與在同色溫的基準(zhǔn)下此8色的偏離(Deviation)程度，以測(cè)量該機(jī)器視覺系統(tǒng)的顯色指數(shù)，取平均偏差值Ra20-100，以100為最高，平均色差越大，Rr值越低。低于20的機(jī)器視覺系統(tǒng)通常不適于一般用途。

指數(shù)(Ra)等級(jí) 顯色性 一般應(yīng)用 90-100 1A 優(yōu)良需要色彩精確對(duì)比的場(chǎng)所80-89 1B 需要色彩正確判斷的場(chǎng)所60-79 2 普通需要中等顯色性的場(chǎng)所

40-59 3 對(duì)顯色性的要求較低，色差較小的場(chǎng)所20-39 4 較差對(duì)顯色性無具體要求的場(chǎng)所色 溫 (CT-color temperature)

當(dāng)機(jī)器視覺系統(tǒng)所發(fā)出的光的顏色與黑體在某一溫度下輻射的顏色相同時(shí)，黑體的溫度就稱為該機(jī)器視覺系統(tǒng)的色溫，用絕對(duì)溫度 K(kelvim)表示.黑體輻射理論是建立在熱輻射基礎(chǔ)上的，所以白熾燈一類的熱輻射機(jī)器視覺系統(tǒng)的光譜功率分布與黑體在可見區(qū)的光譜功率分布比較接近，都是連續(xù)光譜，用色溫的概念完全可以描述這類機(jī)器視覺系統(tǒng)的顏色特性。

相關(guān)色溫 ( CCT-correlated color temperature)當(dāng)機(jī)器視覺系統(tǒng)所發(fā)出的光的顏色與黑體在某一溫度下輻射的顏色接近時(shí)，黑體的溫度就稱為該機(jī)器視覺系統(tǒng)的相關(guān)色溫，單位為 K。由于氣體放電機(jī)器視覺系統(tǒng)一般為非連續(xù)光譜，與黑體輻射的連續(xù)光譜不能完全吻合，所以都采用相關(guān)色溫來近似描述其顏色特性。色溫(或相關(guān)色溫)在 3300K以下的機(jī)器視覺系統(tǒng)，顏色偏紅，給人一種溫暖的感覺。色溫超過5300K時(shí)，顏色偏蘭，給人一種清冷的感覺。通常氣溫較高的地區(qū)，人們多采用色溫高于4000K的機(jī)器視覺系統(tǒng)，而氣溫較低的地區(qū)則多用4000K以下的機(jī)器視覺系統(tǒng)。

色指數(shù) ( Ra-color rendering index)

太陽光和白熾燈均輻射連續(xù)光譜，在可見光的波長(zhǎng)( 380nm-760nm)范圍內(nèi)，包含著紅、橙、黃、綠、青、蘭、紫等各種色光。物體在太陽光和白熾燈的照射下，顯示出它的真實(shí)顏色，但當(dāng)物體在非連續(xù)光譜的氣體放電燈的照射下，顏色就會(huì)有不同程度的失真。我們把機(jī)器視覺系統(tǒng)對(duì)物體真實(shí)顏色的呈現(xiàn)程度稱為機(jī)器視覺系統(tǒng)的顯色性。為了對(duì)機(jī)器視覺系統(tǒng)的顯色性進(jìn)行定量的評(píng)價(jià)，引入顯色指數(shù)的概念。以標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器視覺系統(tǒng)為準(zhǔn)，將其顯色指數(shù)定為 100，其余機(jī)器視覺系統(tǒng)的顯色指數(shù)均低于100。顯色指數(shù)用Ra表示，Ra值越大，機(jī)器視覺系統(tǒng)的顯色性越好。