工業(yè)生產(chǎn)商為了消除人眼在產(chǎn)品顏色檢測(cè)上的主觀差異，采用機(jī)器視覺(jué)測(cè)試的方法來(lái)進(jìn)行色差的比對(duì)和分析。通常工業(yè)機(jī)械視覺(jué)檢測(cè)都是采用
色差儀與標(biāo)準(zhǔn)色板圖像以及色彩管理分析軟件結(jié)合操作，通過(guò)色差檢測(cè)儀器（色差儀）對(duì)產(chǎn)品的顏色進(jìn)行測(cè)量同時(shí)將測(cè)量的色彩數(shù)據(jù)結(jié)果傳遞給計(jì)算機(jī)，通過(guò)計(jì)算機(jī)中的色彩管理和分析軟件對(duì)圖像信息進(jìn)行色差計(jì)算，最后比較色差與用戶設(shè)置的閾值（容差范圍）來(lái)判斷產(chǎn)品是否合格。
在工業(yè)生產(chǎn)中，不同批次產(chǎn)品外觀的顏色經(jīng)常會(huì)有差異。產(chǎn)生這種差異的原因有很多主要包括配色配料、生產(chǎn)工業(yè)等方面。過(guò)去，產(chǎn)品檢測(cè)大多采用人工檢測(cè)的方法，容易受到人的生理、心理以及外部環(huán)境的影響。所以工業(yè)上才引入色差儀配合顏色管理軟件進(jìn)行色差檢測(cè)，以客觀地對(duì)產(chǎn)品與標(biāo)準(zhǔn)色板之間的差異進(jìn)行量化檢測(cè)。
這種顏色檢測(cè)系統(tǒng)主要包括色差儀、計(jì)算機(jī)、集成之間以及采集到色彩數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的色彩管理分析軟件構(gòu)成。采用色差儀進(jìn)行顏色信息的精確采集。現(xiàn)在工業(yè)上使用的色差儀大多數(shù)都是采用積分球式照明系統(tǒng)配個(gè)光電積分傳感器，可以準(zhǔn)確完善的測(cè)量出色彩信息量化數(shù)據(jù)。然后在電腦顏色管理和分析軟件中將這些色彩數(shù)據(jù)進(jìn)行公式計(jì)算和分析，最終確定色差。
該系統(tǒng)的工作原理為：首先，選擇合適的顏色空間，然后選擇合適色差計(jì)算公式計(jì)算色差。
顏色空間包括 RGB 顏色空間、XYZ 顏色空間、LAB 顏色空間3種。其中，RGB顏色空間是不均勻的，不能用來(lái)計(jì)算色差。XYZ 顏色空間雖然消除了r、g、b 出現(xiàn)負(fù)數(shù)的情況，但也是不均勻的顏色空間，不能用于色差的計(jì)算。LAB 色彩模型是由 L（明度）、A（顏色）、B（顏色）3 個(gè)要素組成。其中，A 表示從紅色到綠色的范圍，B 表示從黃色到藍(lán)色的范圍。 LAB 顏色空間是一個(gè)均勻的顏色空間，符合人的視覺(jué)感受。當(dāng)顏色的差異為人眼所識(shí)別并且這個(gè)差值又小于孟塞爾系統(tǒng)中相鄰兩級(jí)的色差值時(shí)，可反映觀察人員對(duì)產(chǎn)品的實(shí)際感受。所以LAB顏色空間被作為色差儀和色彩管理軟件的標(biāo)準(zhǔn)色度空間而使用。
色差檢測(cè)軟件
圖 1 色差檢測(cè)軟件操作流程
其中的閾值（容差范圍）為大量檢測(cè)試驗(yàn)中得到的一個(gè)統(tǒng)計(jì)值，或客戶根據(jù)自己產(chǎn)品的特點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)樣品之間自己設(shè)定一個(gè)可用值，當(dāng)計(jì)算出的色差大于這個(gè)值閾值時(shí)，判斷產(chǎn)品顏色不合格。反之，小于這個(gè)閾值時(shí)，則認(rèn)為產(chǎn)品顏色是合格的。
色差檢測(cè)軟件界面主要包括操作窗口和色差儀色彩數(shù)據(jù)采集窗口。色差儀色彩數(shù)據(jù)采集窗口主要用來(lái)采集數(shù)據(jù)并把采集到的數(shù)據(jù)傳給操作窗口。在色差儀的采集色彩數(shù)據(jù)是選擇產(chǎn)品上兩個(gè)色彩均勻分布的位置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，同時(shí)在標(biāo)準(zhǔn)版（或標(biāo)樣）上同一位置也采集數(shù)據(jù)信息，分別在標(biāo)準(zhǔn)色板和待測(cè)產(chǎn)品上采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，然后就可以計(jì)算兩者之間的色差。檢測(cè)人員可以根據(jù)檢測(cè)出來(lái)色差的大小判斷產(chǎn)品是否合格。軟件界面如圖2。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
如圖2，當(dāng)在標(biāo)準(zhǔn)色板上選擇2個(gè)矩形區(qū)域時(shí)，這時(shí)憑直觀感受可知色差應(yīng)該很小。
圖 2 實(shí)驗(yàn)圖片
色差計(jì)算的中間數(shù)據(jù)和所計(jì)算出的色差如表1，其中?E為2個(gè)比較區(qū)域的色差。
表 1 相同產(chǎn)品做色差檢測(cè)
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L
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a
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b
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△E
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區(qū)域A
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80.5896
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31.2141
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-77.2497
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0.1735
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區(qū)域B
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80.8322
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31.2243
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-77.4147
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從表1中的數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)2個(gè)區(qū)域幾乎無(wú)差別的時(shí)候，計(jì)算出來(lái)的色差相當(dāng)小。同樣很容易得知，2個(gè)相同區(qū)域的色差為0。
下面分析標(biāo)準(zhǔn)色板和產(chǎn)品之間的色差，在操作窗口左右兩側(cè)分別選擇2 個(gè)區(qū)域進(jìn)行色差比較，如圖3，數(shù)據(jù)如表2。
圖3 產(chǎn)品和色板做比較
表2統(tǒng)計(jì)了9個(gè)產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)色板之間的色差，從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，色差的大小和人眼直觀的顏色差異是成正比的，可以正確地反映出產(chǎn)品的實(shí)際顏色與標(biāo)準(zhǔn)色板之間的顏色差異。通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)得出：當(dāng)計(jì)算出來(lái)的色差在2附近時(shí)，通過(guò)人眼幾乎看不出差別。這時(shí)可以把2設(shè)置成一個(gè)閾值，將產(chǎn)品和色板之間的色差與這個(gè)閾值進(jìn)行比較，從而確定產(chǎn)品是否合格。
表 2 產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)色板之間的色差
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L
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a
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b
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△E
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色板
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80.8322
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31.2243
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-77.4147
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產(chǎn)品1
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80.3680
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30.7475
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-76.6378
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0.3858
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產(chǎn)品2
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80.1217
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30.4947
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-76.2562
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0.5907
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產(chǎn)品3
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79.9905
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30.3907
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-76.1029
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0.6924
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產(chǎn)品4
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79.7305
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30.2753
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-75.8137
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0.8765
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產(chǎn)品5
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79.6741
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30.2621
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-75.5831
|
0.9014
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產(chǎn)品6
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79.5061
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30.1159
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-75.5831
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1.0476
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產(chǎn)品7
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79.1457
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29.9397
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-75.2306
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1.3096
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產(chǎn)品8
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78.6246
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29.7375
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-74.8079
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1.6820
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產(chǎn)品9
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78.3159
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29.6804
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-74.6117
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1.8952
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色差儀和色彩管理分析軟件組成的顏色檢測(cè)系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、直觀，可以準(zhǔn)確測(cè)定產(chǎn)品表面顏色的差異，提高了檢測(cè)效率，可用于印刷、絲綢、注塑等對(duì)色差嚴(yán)格控制的各行業(yè)。
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