如何让机器感知真正的彩色世界

最后更新：2020-04-03 11:57:29 手机定位技术交流文章

你能准确说出不同的颜色吗？XYZ三色刺激值和三原色有什么区别？光谱传感器有什么新进展？如果即使肉眼可以清楚看到的颜色变化也不能被传感器分辨出来，产品的可靠性能得到保证吗？欢迎来到“融入色彩”。

首先，有了这个问题，请仔细看看下面三张图片-

“这是什么颜色？？”

“白色？深白色？灰色？浅灰色？”我相信每个人都很难有一个准确的答案。或者我们可以再做一次这个小实验:打开你的手机，找到一个白色的地方，然后逐渐调低屏幕的亮度——你会发现随着屏幕变暗，白色逐渐变成“灰色”。甚至你也可以这样理解——“黑就是白，亮度为0！”

事实上，颜色的概念可以分为两部分:亮度(亮度)和色度。上述三种颜色可以称为“白色”，但它们的亮度不同。

一、“颜色”

让我们再来看看流行科学。我们如何用肉眼看到“颜色”

人类视网膜中有杆状细胞和锥状细胞，其中锥状细胞用于感知强光并负责颜色感知。锥体细胞有三种类型，分别对红色(长长波)、绿色(中中波)和蓝色(短短波)敏感，如下图所示:

正是因为这三种细胞的存在，红、绿、蓝才成为我们的三原色。应该注意的是，红色、绿色和蓝色是三原色，不是因为物理原因，而是因为生理原因。例如，鸟类的细胞有四种感应波长。如果它们也像人类一样感知颜色，那么它们的原色是四种。

当红光和绿光混合时，可以看到黄光，这是因为混合产生的复合色光的刺激相当于黄色单色光对锥体细胞的刺激，但实际上两者本质上是不同的，并且仅仅因为人眼的特性，两者看起来是相同的。黄色多色光和黄色单色光的光谱不同！

二。CIE 1931 XYZ颜色空

在红、绿、蓝三原色中，红、绿、蓝的刺激量分别用R、G、B表示。由于从实际光谱中选择的红、绿、蓝三原色不能用于分配自然界中存在的所有颜色，国际照明委员会(CIE)在1931年理论上假设自然界中不存在的三原色，即理论上的原色，用x、y和z表示，以便在理论上分配所有颜色，从而形成XYZ颜色测量系统。

X原色相当于饱和度比光谱红高的红紫色，Y原色相当于饱和度比光谱绿高520纳米的绿色，而Z原色相当于饱和度比光谱蓝高477纳米的蓝色。

在Yxy颜色空之间稍加变换就可以得到CIE XYZ颜色空，其中y取三刺激值中的y值来表示亮度(明度)，x和y反映颜色的色度特性——因此，我们也有更好的方法来考虑颜色！

Iii .ams光谱传感器

“有没有合适的传感器推荐？是XYZ传感器吗？”

“是的！然而，它不是XYZ传感器，而是ams: AS7341的多通道光谱传感器！我的客人，请往下看！”

AS7341的特性:

八个可见光通道-380 nm ~ 710 nm

不仅可以准确区分不同颜色光的光谱成分，而且可以通过ams提供的后端算法准确获得XYZ三刺激值、Yxy色度和明度值。不同场合的不同用法！

近红外通道:近红外数据可用于简单的材料鉴别和辨别，如清扫机器人中的地毯检测。

闪烁通道:可检测环境中的光源闪烁(50Hz-1KHz)。

功耗:正常210安，睡眠0.7安。

芯片尺寸3.1 x 2 x 1毫米(OLGA 8封装)。

利用AS7341，我们可以实现以下常见应用:

液体的颜色/色差鉴别和变化率

化学试卷的颜色识别

水质浊度判断

清扫机器人-地毯检查

光源的CCT色温测量

当然，光谱传感器能实现什么具体功能完全取决于客人的想象力。以上只是作者的一个简单应用。

值得一提的是，AS7341刚刚在2019年ASPENCORE全球双峰会议上获得了“年度传感器”奖。我相信在未来，ams将继续推出各种充满惊喜的传感器解决方案！