CN104458597B - 一种基于相机的产品颜色检测方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于相机的产品颜色检测方法、装置和系统。所述方法，包括：根据标准色块获得关于RGB‑Lab的转换关系式；测量标准产品RGB值，根据获得的RGB‑Lab的转换关系式，获得标准产品的Lab值；根据获得的标准产品的Lab值，设定产品可以接收的Lab值上下限；测量待测产品的RGB值，根据RGB‑Lab的转换关系式，获得待测产品的Lab值；将待测产品的Lab值与产品可以接收的Lab值上下限比较，若在产品可以接收的Lab值上下限范围内，则判定待测产品的颜色合格，否则，判定待测产品的颜色不合格。可见，本发明可以实现对产品颜色的高效地、稳定地、定量地自动化检测，克服了人眼检测的随意性和色差仪检测速度慢的问题，大大提高了产品颜色检测的准确性和效率。

Description

一种基于相机的产品颜色检测方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及产品质量检测技术领域，尤其涉及一种基于相机的产品颜色检测方法、装置和系统。

背景技术

目前，检测产品的颜色是否符合产品质量的要求，一般是人眼在标准光源箱下通过对比标准产品和待测产品的差异来确定，当遇到对产品颜色检测有分歧时，需要用色差仪来确定待测产品颜色的颜色模型值(以下称为：Lab值)，然后判别产品颜色是否合格。标准光源箱是给人眼提供一个标准的光源环境，方便人眼对比待测产品和标准产品颜色的差异。色差仪是利用硅光电二极管阵列来测量待测产品的颜色的Lab值，对比标准产品的颜色的Lab值，从而确定产品颜色是否合格。

但是这两种方法都有比较大的缺陷：人眼识别的方法有很大的不确定性，很难稳定地对产品颜色进行一个定量地测量；色差仪测产品的颜色值，速度慢，会严重影响生产效率，只能对产品实现抽检。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于相机的产品颜色检测方法、装置和系统，可以实现对产品颜色的高效地、稳定地、定量地自动化检测，克服了人眼检测的随意性和色差仪检测速度慢的问题，大大提高了产品颜色检测的准确性和效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于相机的产品颜色检测方法，包括：

根据标准色块获得关于RGB-Lab的转换关系式；

测量标准产品RGB值，根据获得的RGB-Lab的转换关系式，获得标准产品的Lab值；

根据获得的标准产品的Lab值，设定产品可以接收的Lab值上下限；

测量待测产品的RGB值，根据RGB-Lab的转换关系式，获得待测产品的Lab值；

将待测产品的Lab值与产品可以接收的Lab值上下限比较，若在产品可以接收的Lab值上下限范围内，则判定待测产品的颜色合格，否则，判定待测产品的颜色不合格。

其中，所述根据标准色块获得关于RGB-Lab的转换关系式，包括：

获得标准色块的Lab值；

获得标准色块的RGB值；

根据标准色块的Lab值、RGB值，确定RGB-Lab的转换系数；

根据确定的RGB-Lab的转换系数获得关于RGB-Lab的转换关系式。

其中，所述获得标准色块的Lab值，其获得方式为：

通过标准色块本身标注的Lab值获得，或者通过色差仪测量标准色块的Lab值获得；

所述获得标准色块的RGB值，具体为：

根据相机拍摄的标准色块在光源下的图像，计算得到标准色块的RGB值；

所述根据标准色块的Lab值、RGB值，确定RGB-Lab的转换系数，采用的是采用三维查找表与四面体插值法。

其中，所述测量标准产品RGB值，具体为：

根据相机拍摄的标准产品在光源下的图像，计算得到标准产品的RGB值；

所述测量待测产品的RGB值，具体为：

根据相机拍摄的待测产品在光源下的图像，计算得到待测产品的RGB值。

一种基于相机的产品颜色检测装置，包括：

RGB-Lab转换关系获取单元，用于根据标准色块获得关于RGB-Lab的转换关系式；

标准产品Lab获取单元，用于测量标准产品RGB值，根据获得的RGB-Lab的转换关系式，获得标准产品的Lab值；

Lab上下限值设置单元，用于根据获得的标准产品的Lab值，设定产品可以接收的Lab值上下限；

待测产品Lab获取单元，用于测量待测产品的RGB值，根据RGB-Lab的转换关系式，获得待测产品的Lab值；

产品颜色判断单元，用于将待测产品的Lab值与产品可以接收的Lab值上下限比较，若在产品可以接收的Lab值上下限范围内，则判定待测产品的颜色合格，否则，判定待测产品的颜色不合格。

其中，所述RGB-Lab转换关系获取单元，具体用于获得标准色块的Lab值；获得标准色块的RGB值；根据标准色块的Lab值、RGB值，确定RGB-Lab的转换系数；根据确定的RGB-Lab的转换系数获得关于RGB-Lab的转换关系式。

其中，所述获得标准色块的Lab值，其获得方式为：

通过标准色块本身标注的Lab值获得，或者通过色差仪测量标准色块的Lab值获得；

所述获得标准色块的RGB值，具体为：

根据相机拍摄的标准色块在光源下的图像，计算得到标准色块的RGB值；

所述根据标准色块的Lab值、RGB值，确定RGB-Lab的转换系数，采用的是采用三维查找表与四面体插值法。

其中，所述测量标准产品RGB值，具体为：

根据相机拍摄的标准产品在光源下的图像，计算得到标准产品的RGB值；

所述测量待测产品的RGB值，具体为：

根据相机拍摄的待测产品在光源下的图像，计算得到待测产品的RGB值。

一种基于相机的产品颜色检测系统，包括：相机、光源、及放置待测产品的载物台，所述光源用于照射放置在载物台上的待测产品，所述相机用于拍摄待测产品在光源下的图像；还包括与相机连接的用于处理图像的处理器；

所述处理器，用于根据标准色块获得关于RGB-Lab的转换关系式；测量标准产品RGB值，根据获得的RGB-Lab的转换关系式，获得标准产品的Lab值；根据获得的标准产品的Lab值，设定产品可以接收的Lab值上下限；测量待测产品的RGB值，根据RGB-Lab的转换关系式，获得待测产品的Lab值；将待测产品的Lab值与产品可以接收的Lab值上下限比较，若在产品可以接收的Lab值上下限范围内，则判定待测产品的颜色合格，否则，判定待测产品的颜色不合格。

有益效果：

本发明所述的一种基于相机的产品颜色检测方法，包括：根据标准色块获得关于RGB-Lab的转换关系式；测量标准产品RGB值，根据获得的RGB-Lab的转换关系式，获得标准产品的Lab值；根据获得的标准产品的Lab值，设定产品可以接收的Lab值上下限；测量待测产品的RGB值，根据RGB-Lab的转换关系式，获得待测产品的Lab值；将待测产品的Lab值与产品可以接收的Lab值上下限比较，若在产品可以接收的Lab值上下限范围内，则判定待测产品的颜色合格，否则，判定待测产品的颜色不合格。可见，本发明可以实现对产品颜色的高效地、稳定地、定量地自动化检测，克服了人眼检测的随意性和色差仪检测速度慢的问题，大大提高了产品颜色检测的准确性和效率。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的一种基于相机的产品颜色检测方法的流程示意图。

图2是本发明具体实施方式提供的一种基于相机的产品颜色检测装置的结构示意图。

图3是本发明具体实施方式提供的一种基于相机的产品颜色检测系统的结构示意图。

图中：

1-相机；2-光源；3-载物台；4-待测产品；5-处理器；51-RGB-Lab转换关系获取单元；52-标准产品Lab获取单元；53-Lab上下限值设置单元；54-待测产品Lab获取单元；55-产品颜色判断单元。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

图1是本发明具体实施方式提供的一种基于相机的产品颜色检测方法的流程示意图。如图1所示，本发明所述的一种基于相机的产品颜色检测方法，包括：

根据标准色块获得关于RGB-Lab的转换关系式；

测量标准产品RGB值，根据获得的RGB-Lab的转换关系式，获得标准产品的Lab值；

根据获得的标准产品的Lab值，设定产品可以接收的Lab值上下限；

测量待测产品的RGB值，根据RGB-Lab的转换关系式，获得待测产品的Lab值；

将待测产品的Lab值与产品可以接收的Lab值上下限比较，若在产品可以接收的Lab值上下限范围内，则判定待测产品的颜色合格，否则，判定待测产品的颜色不合格。

可见，本发明可以实现对产品颜色的高效地、稳定地、定量地自动化检测，克服了人眼检测的随意性和色差仪检测速度慢的问题，大大提高了产品颜色检测的准确性和效率。

所述根据标准色块获得关于RGB-Lab的转换关系式，包括：

获得标准色块的Lab值；

获得标准色块的RGB值；

根据标准色块的Lab值、RGB值，确定RGB-Lab的转换系数；

根据确定的RGB-Lab的转换系数获得关于RGB-Lab的转换关系式。

更具体的，所述获得标准色块的Lab值，其获得方式为：

通过标准色块本身标注的Lab值获得，或者通过色差仪测量标准色块的Lab值获得；

所述获得标准色块的RGB值，具体为：

根据相机拍摄的标准色块在光源下的图像，计算得到标准色块的RGB值；

所述根据标准色块的Lab值、RGB值，确定RGB-Lab的转换系数，采用的是采用三维查找表与四面体插值法。

下面对采用三维查找表与四面体插值法确定RGB-Lab的转换系数的过程进行详细说明：

三维查找表与四面体插值法是基于RGB到CIE-Lab的空间转换是变化平缓的输入输出关系，利用一系列标准色块值建立一个三维查找表，再利用四面体插值技术可得到不是标准色块值的CIE-Lab值。四面体插值将RGB和CIE-Lab空间划分最小不可再分的四面体，对落在RGB四面体内部的点的CIE-Lab值可以通过RGB四面体的四个顶点的CIE-Lab值进行插值运算就可以得到。具体实现如下：

首先，三维查找表的建立：首先建立RGB和CIE-Lab的对应样本点关系，就是把RGB空间分为若干个正方体，得出各个正方体顶点的RGB和CIE-Lab值，建立查找表。将RGB空间R、G、B各分量的0-255分为n等分，具体等分数的数目要根据RGB到CIE-Lab转换精度来确定。例如分为8等分，R、G、B数值分别取0，31，63，95，127，159，191，223和255共9个不同的数值，组合为729组RGB数值(9*9*9)，印刷输出729个色块；测试其CIE-Lab值，构成了729个RGB-Lab对应的三维查找表。这729个RGB-Lab的样本对应点，分别在RGB空间和CIE-Lab构成3072个四面体，两组四面体相互对应；

其次，查找四面体：要对点(Rp，Gp，Bp)插值求得对应的CIE-Lab值，需要确定点(Rp，Gp，Bp)在RGB空间中哪个四面体。本方案用以下方法来确定点(Rp，Gp，Bp)所在的四面体的位置：

在xyz三维空间中，由(x₀,y₀,z₀)、(x₁,y₁,z₁)、(x₂,y₂,z₂)、(x₃,y₃,z₃)组成的四面体，点(x_p,y_p,z_p)与该四面体的四个顶点的坐标可组成如下矩阵：

当α≥0,β≥0,γ≥0且α+β+γ≤1时，点(x_p,y_p,z_p)在该四面体内，否则在四面体外。

点(Rp，Gp，Bp)要确认在RGB空间中的哪个四面体内部，依照矩阵(1)的原理，需要将RGB空间中的最小四面体按一定顺序全部列举出来，然后对每个四面体进行验证，直到有满足矩阵(1)的四面体。设四面体的四个顶点坐标是(R₀,G₀,B₀)、(R₁,G₁,B₁)、(R₂,G₂,B₂)、(R₃,G₃,B₃)，四面体按下面的规则来排序：计算点(Rp，Gp，Bp)和每个四面体四个顶点的(R₀,G₀,B₀)、(R₁,G₁,B₁)、(R₂,G₂,B₂)、(R₃,G₃,B₃)欧氏距离和，即距离

按距离Dp从小到大，对四面体进行排序；

最后，利用插值原理求得Lab与RGB的转换系数：设点(Rp，Gp，Bp)所在的四面体的四个顶点是(R₀,G₀,B₀)、(R₁,G₁,B₁)、(R₂,G₂,B₂)、(R₃,G₃,B₃)，其在CIE-Lab空间中对应的Lab值是(L₀,a₀,b₀)、(L₁,a₁,b₁)、(L₂,a₂,b₂)、(L₃,a₃,b₃)，CIE-Lab空间中的L、a、b和RGB空间中的R、G、B有如下关系：

L＝r_L*R+g_L*G+b_L*B+L_T (2)

rL，gL，bL，LT是待定的系数；

a＝r_a*R+g_a*G+b_a*B+a_T (3)

ra，ga，ba，aT是待定的系数；

b＝r_b*R+g_b*G+b_b*B+b_T (4)

rb，gb，bb，bT是待定的系数；

将四面体的四个顶点在RGB空间的值(R₀,G₀,B₀)、(R₁,G₁,B₁)、(R₂,G₂,B₂)、(R₃,G₃,B₃)和CIE-Lab空间的值代入(2)、(3)、(4)式可得到下面的方程组：

由(2-1)、(3-1)、(4-1)方程组可求出各待定的系数。

最后，可由以下方程(5-1)得到点(Rp，Gp，Bp)对应CIE-Lab空间中Lab值(Lp，ap，bp)

在本方案中，所述测量标准产品RGB值，具体为：

根据相机拍摄的标准产品在光源下的图像，计算得到标准产品的RGB值；

所述测量待测产品的RGB值，具体为：

根据相机拍摄的待测产品在光源下的图像，计算得到待测产品的RGB值。

实施例2：

以下为本发明实施例的装置实施例，本发明的方法实施例、装置实施例属于同一构思，在装置实施例中未详尽描述的细节内容，可以参考上述方法实施例。

图2是本发明具体实施方式提供的一种基于相机的产品颜色检测装置的结构示意图。如图2所示，本发明所述的一种基于相机的产品颜色检测装置，包括：

RGB-Lab转换关系获取单元，用于根据标准色块获得关于RGB-Lab的转换关系式；

标准产品Lab获取单元，用于测量标准产品RGB值，根据获得的RGB-Lab的转换关系式，获得标准产品的Lab值；

Lab上下限值设置单元，用于根据获得的标准产品的Lab值，设定产品可以接收的Lab值上下限；

待测产品Lab获取单元，用于测量待测产品的RGB值，根据RGB-Lab的转换关系式，获得待测产品的Lab值；

产品颜色判断单元，用于将待测产品的Lab值与产品可以接收的Lab值上下限比较，若在产品可以接收的Lab值上下限范围内，则判定待测产品的颜色合格，否则，判定待测产品的颜色不合格。

可见，本发明可以实现对产品颜色的高效地、稳定地、定量地自动化检测，克服了人眼检测的随意性和色差仪检测速度慢的问题，大大提高了产品颜色检测的准确性和效率。

所述RGB-Lab转换关系获取单元，具体用于获得标准色块的Lab值；获得标准色块的RGB值；根据标准色块的Lab值、RGB值，确定RGB-Lab的转换系数；根据确定的RGB-Lab的转换系数获得关于RGB-Lab的转换关系式。

所述获得标准色块的Lab值，其获得方式为：

通过标准色块本身标注的Lab值获得，或者通过色差仪测量标准色块的Lab值获得；

所述获得标准色块的RGB值，具体为：

根据相机拍摄的标准色块在光源下的图像，计算得到标准色块的RGB值；

所述根据标准色块的Lab值、RGB值，确定RGB-Lab的转换系数，采用的是采用三维查找表与四面体插值法。

在本方案中，所述测量标准产品RGB值，具体为：

根据相机拍摄的标准产品在光源下的图像，计算得到标准产品的RGB值；

所述测量待测产品的RGB值，具体为：

根据相机拍摄的待测产品在光源下的图像，计算得到待测产品的RGB值。

实施例3：

以下为本发明实施例的系统实施例，本发明的方法实施例、系统实施例属于同一构思，在系统实施例中未详尽描述的细节内容，可以参考上述方法实施例。

图3是本发明具体实施方式提供的一种基于相机的产品颜色检测系统的结构示意图。如图3所示，本发明所述的一种基于相机的产品颜色检测系统，包括：相机、光源、及放置待测产品的载物台，所述光源用于照射放置在载物台上的待测产品，所述相机用于拍摄待测产品在光源下的图像；还包括与相机连接的用于处理图像的处理器；

所述处理器，用于根据标准色块获得关于RGB-Lab的转换关系式；测量标准产品RGB值，根据获得的RGB-Lab的转换关系式，获得标准产品的Lab值；根据获得的标准产品的Lab值，设定产品可以接收的Lab值上下限；测量待测产品的RGB值，根据RGB-Lab的转换关系式，获得待测产品的Lab值；将待测产品的Lab值与产品可以接收的Lab值上下限比较，若在产品可以接收的Lab值上下限范围内，则判定待测产品的颜色合格，否则，判定待测产品的颜色不合格。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于相机的产品颜色检测方法，其特征在于，包括：

根据标准色块获得关于RGB-Lab的转换关系式；

测量标准产品RGB值，根据获得的RGB-Lab的转换关系式，获得标准产品的Lab值；

根据获得的标准产品的Lab值，设定产品可以接收的Lab值上下限；

测量待测产品的RGB值，根据RGB-Lab的转换关系式，获得待测产品的Lab值；

将待测产品的Lab值与产品可以接收的Lab值上下限比较，若在产品可以接收的Lab值上下限范围内，则判定待测产品的颜色合格，否则，判定待测产品的颜色不合格。

2.根据权利要求1所述的一种基于相机的产品颜色检测方法，其特征在于，所述根据标准色块获得关于RGB-Lab的转换关系式，包括：

获得标准色块的Lab值；

获得标准色块的RGB值；

根据标准色块的Lab值、RGB值，确定RGB-Lab的转换系数；

根据确定的RGB-Lab的转换系数获得关于RGB-Lab的转换关系式。

3.根据权利要求2所述的一种基于相机的产品颜色检测方法，其特征在于，所述获得标准色块的Lab值，其获得方式为：

通过标准色块本身标注的Lab值获得，或者通过色差仪测量标准色块的Lab值获得；

所述获得标准色块的RGB值，具体为：

根据相机拍摄的标准色块在光源下的图像，计算得到标准色块的RGB值；

所述根据标准色块的Lab值、RGB值，确定RGB-Lab的转换系数，采用的是采用三维查找表与四面体插值法。

4.根据权利要求1所述的一种基于相机的产品颜色检测方法，其特征在于，所述测量标准产品RGB值，具体为：

根据相机拍摄的标准产品在光源下的图像，计算得到标准产品的RGB值；

所述测量待测产品的RGB值，具体为：

根据相机拍摄的待测产品在光源下的图像，计算得到待测产品的RGB值。

5.一种基于相机的产品颜色检测装置，其特征在于，包括：

RGB-Lab转换关系获取单元，用于根据标准色块获得关于RGB-Lab的转换关系式；

标准产品Lab获取单元，用于测量标准产品RGB值，根据获得的RGB-Lab的转换关系式，获得标准产品的Lab值；

Lab上下限值设置单元，用于根据获得的标准产品的Lab值，设定产品可以接收的Lab值上下限；

待测产品Lab获取单元，用于测量待测产品的RGB值，根据RGB-Lab的转换关系式，获得待测产品的Lab值；

产品颜色判断单元，用于将待测产品的Lab值与产品可以接收的Lab值上下限比较，若在产品可以接收的Lab值上下限范围内，则判定待测产品的颜色合格，否则，判定待测产品的颜色不合格。

6.根据权利要求5所述的一种基于相机的产品颜色检测装置，其特征在于，所述RGB-Lab转换关系获取单元，具体用于获得标准色块的Lab值；获得标准色块的RGB值；根据标准色块的Lab值、RGB值，确定RGB-Lab的转换系数；根据确定的RGB-Lab的转换系数获得关于RGB-Lab的转换关系式。

7.根据权利要求6所述的一种基于相机的产品颜色检测装置，其特征在于，所述获得标准色块的Lab值，其获得方式为：

通过标准色块本身标注的Lab值获得，或者通过色差仪测量标准色块的Lab值获得；

所述获得标准色块的RGB值，具体为：

根据相机拍摄的标准色块在光源下的图像，计算得到标准色块的RGB值；

所述根据标准色块的Lab值、RGB值，确定RGB-Lab的转换系数，采用的是采用三维查找表与四面体插值法。

8.根据权利要求5所述的一种基于相机的产品颜色检测装置，其特征在于，所述测量标准产品RGB值，具体为：

根据相机拍摄的标准产品在光源下的图像，计算得到标准产品的RGB值；

所述测量待测产品的RGB值，具体为：

根据相机拍摄的待测产品在光源下的图像，计算得到待测产品的RGB值。

9.一种基于相机的产品颜色检测系统，其特征在于，包括：相机、光源、及放置待测产品的载物台，所述光源用于照射放置在载物台上的待测产品，所述相机用于拍摄待测产品在光源下的图像；还包括与相机连接的用于处理图像的处理器；

所述处理器，用于根据标准色块获得关于RGB-Lab的转换关系式；测量标准产品RGB值，根据获得的RGB-Lab的转换关系式，获得标准产品的Lab值；根据获得的标准产品的Lab值，设定产品可以接收的Lab值上下限；测量待测产品的RGB值，根据RGB-Lab的转换关系式，获得待测产品的Lab值；将待测产品的Lab值与产品可以接收的Lab值上下限比较，若在产品可以接收的Lab值上下限范围内，则判定待测产品的颜色合格，否则，判定待测产品的颜色不合格。