在工業檢測中，黑白相機雖應用廣泛，但在應對顏色差異檢測時往往力不從心。彩色照相機憑借其對色彩信息的精準捕捉，成為復雜場景下的理想選擇，而預處理技術則進一步釋放了其性能潛力。

一、彩色照相機的效果

檢查蓋子上的金色標簽

可以看到，當工件表面為有光澤的曲面時，使用黑白照相機并不能得到類似人眼所觀察到的圖像處理效果。?從上面的實物圖像可以看到，造成這種現象的原因是標簽的亮度不均勻。

如果使用彩色照相機，就可以如右圖一樣，只提取標簽的金色部分。

這是因為，與采用亮度作為處理標準的黑白照相機不同，彩色照相機使用色相（色調）數據進行圖像處理。

二、彩色照相機是什么？

對于使用圖像傳感器的彩色照相機，其中一種是俗稱 ?單板式 ?的?CCD。為了得到彩色?圖像，需要三原色（RGB）信息。CCD??的每一個像素都貼有一種三原色（ R、G??或 ??B?）?的濾鏡。這樣，每個像素就可以將?R、G?或?B?的?256?級濃淡數據傳送給控制器，控制器利用這些數據進行彩色圖像處理。

【關于比色體系】

一種用數值表示顏色的體系，通常用含有三個軸的三維圖表加以表示。

比色系統有許多種類，其中采用色調（Hue）、飽和度（Saturation）及亮?度（Value）等 3 要素的HSV模式接近人眼的觀察效果，因此適于圖像處理。

三、彩色二值化處理

彩色相機的核心優勢在于其能捕捉 RGB 三原色的 256 級濃淡信息，形成 1677 萬級顏色數據，遠超黑白相機的 256 級灰度范圍。單板式 CCD 的每個像素都覆蓋 RGB 濾鏡，能分別感應三原色光，再通過 HSV 色彩模式（色調、飽和度、亮度）處理，更貼近人眼的色彩感知，適合檢測金色標簽、彩色導線等場景。

彩色二值化處理是彩色相機的重要應用技術，能從千萬級顏色中精準提取目標顏色范圍。例如，檢測線圈中綠色導線的斷線時，通過提取綠色并二值化，可清晰顯示斷線位置；在混合螺絲中計數金色螺絲，彩色二值化能有效區分金色與銀色，而這是黑白相機難以實現的。

四、彩色濃淡處理

彩色照相機的信息量是黑白照相機的?8?萬倍。如果對于這些信息都進行處理，則需要大量的時間。而用于高速生產線的圖像?傳感器需要以百分之一秒的時間單位進行圖像處理。另外，在一些不適于采用二值化處理的應用中（例如形狀搜索、表面損傷?檢查等），由于信息量過大，會形成干擾，從而使特征點變得不清晰。為了解決這些問題，開發了一種新的預處理功能，即“?彩色濃淡處理?”。

在檢測上圖的左圖所示的淺色圖案時，如使用黑白濃淡處理，則只能得到非常淡的圖像。但是采用基于顏色數據的彩色濃淡處理后，可以看到，背景成為黑色，淡色部位可以清晰地轉換為灰色的圖案。在進行標記形狀差異或錯位檢查時，兩種處理在效果上的差異一目了然。

五、通過照相機增益調整來優化圖像

增益調整是優化圖像的方法之一。對于彩色照相機來說，增益調整可以分別調整?R、G、B?三種顏色，因此可以使紅色變得更?紅、藍色變得更藍、而綠色則變得更綠。在區分顏色時，這種調整可以起到良好的效果。

但海量顏色數據會增加處理時間，針對這一問題，彩色濃淡處理技術應運而生。它將彩色圖像轉換為以目標顏色為最高亮度的 256 級灰度圖，在保留顏色特征的同時，大幅減少數據量，滿足高速生產線的檢測需求。例如，檢測淺色圖案時，彩色濃淡處理能讓淺色部位與黑色背景形成鮮明對比，便于形狀差異識別。

各種圖像傳感器根據其使用目的的不同，會具有不同的預處理功能。利用這些功能，可以將圖像轉換成適宜的圖像。?這些功能不僅適用于黑白照相機，同時還適用于經彩色二值化處理、彩色濃淡處理后的彩色照相機。

下面將介紹其中幾種預處理功能。

在實際應用中，彩色相機與預處理技術的結合，能解決傳統黑白相機無法應對的復雜檢測任務。例如，在高反光曲面工件上檢測金色標簽，彩色相機可忽略亮度干擾，僅通過色調識別標簽，大幅提升檢測穩定性。