淺析電氣工程技術與色差校正的結合

摘 要：色差又稱色像差，是透鏡成像的一個嚴重缺陷，色差簡單來說就是顏色的差別，發生在以多色光為光源的情況下，單色光不產生色差。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系統最主要的功能就是色差。在電氣工程技術范疇，織物也有色差一詞。在染色中，由于缸差的原因而導致染出來的坯布，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，色差的出現是讓業者非常頭疼的問題，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據的讀取，處理，還原，應用電氣相關知識，以VB為處理軟件，完成對于織物染色色差的系統處理。

關鍵詞：色差；電氣工程；讀取；校正；還原

由于電氣技術與計算機互聯網技術結合的迅速發展，數字圖像信息量越來越大，內容也越來越多，需要對這些信息進行適當的分析和處理，提煉出對用戶最有意義的內容，實現高效的瀏覽與檢索。

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色差，并且與人眼視覺系統的感覺是一致的。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：首先根據織物紋理特征和圖像分辨率，確定以目標像素點為中心的鄰域m。×n大小；其次取鄰域內所有像素點的中值，認為此中值即為目標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，圖像的內容不是單一的圖像，每塊被測區域存在雜質的數量、大小、顏色、位置大都不一致，而且雜質的形狀難以預知；由于布匹快速運動對光線產生反射，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，圖像識別處理時應采取相應的算法，提取雜質的特征，進行模式識別，實現智能分析。在染色品的色差評價過程中，有諸多因素可能導致評價誤差加大，如：照射光源質量、測試房間的裝潢設計、測試環境的背景顏色等干擾。總體上，在電氣工程中，基于計算機視覺系統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、染色品本身及照射光源。

在電氣工程技術中，我們本身是沒有學過這些知識的，需要通過對于相關書籍的查詢，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數據來解決色差問題，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），因此表示待測目標的顏色（R1、G1、B1）與標準顏色（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。所得到的圖像是數據庫MDB文件，可以通過access以及excel等文件打開，所得到的圖像是數據庫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，將修改后的結果保存到原來的mdb文件中。

查閱相關書籍通過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，發現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，有諸多因素可能導致評價誤差加大，如：照射光源質量、測試房間的裝潢設計、測試環境的背景顏色等干擾。因此，要重點對其中的相關因素進行性能分析。總體上，在基于計算機視覺系統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、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。針對偏差調整染料的配比、輥軸的壓力等，可以調整布匹顏色。比較生產樣品和標準樣品同一色彩點的色差值，將色差值控制在指定范圍內，可控制布匹絕對質量與平均質量，保持穩定的色彩效果，從而達到控制布匹質量的目的。下一步工作是完成硬件選型，在印染車間進行現場調試，改進圖像處理算法，提高系統可靠性和實時性，使其盡快應用于工業生產。

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識，在這個看似和工業有關的課題中，真正關鍵的是程序的編輯以及數據的計算，這些也和我所學的電氣知識有著密切的聯系。這些不僅只是存在于我們的學習當中，而且同我們的日常生活也有著千絲萬縷的聯系。

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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電氣工程與自動化專業。