Che ruolo ha il colore nell'elaborazione delle immagini?
Quasi tutti associano il concetto di colore a esperienze molto personali. Il fatto che i nostri occhi siano in grado di distinguere milioni di sfumature di colore ci ha portato molti vantaggi nel corso dell'evoluzione: grazie alla nostra visione dei colori, infatti, possiamo distinguere con sicurezza gli alimenti dalle sostanze nocive o deteriorate. Per questo motivo, molte applicazioni di elaborazione delle immagini, in cui l'occhio umano interpreta il risultato, ottimizzano la riproduzione dei colori per gli esseri umani.
Calibrazione del colore per le telecamere Basler
Nel nostro white paper spieghiamo perché la calibrazione delle telecamere a colori Basler è importante e illustriamo le fasi principali da seguire.
Cosa si intende per colore e quali sono i sistemi cromatici?
Quali sono i vantaggi dello spazio colore RGB?
Quali vantaggi offre una telecamera calibrata?
Quali sono le quattro fasi della calibrazione del colore in Basler?
Che cos'è il colore?
Le onde elettromagnetiche con lunghezze d'onda comprese tra 380 e 780 nm sono responsabili della creazione di impressioni di colore nell'uomo. Sebbene le onde al di là di questa gamma siano invisibili all'occhio umano, possono essere rilevate da speciali dispositivi tecnici. I nostri occhi percepiscono la gamma che è visibile per noi con recettori che hanno tre diverse sensibilità cromatiche. Il nostro cervello elabora i loro segnali in un'impressione di colore.
Le immagini monocromatiche sono spesso sufficienti
La creazione di informazioni sul colore con una telecamera a colori è tutt'altro che banale: nella sua forma più semplice, una normale telecamera a colori richiede le informazioni di 2x2 pixel per calcolare il valore del colore di un pixel da un cosiddetto schema di Bayer - il cosiddetto debayering 2x2. Poiché si tratta di un'interpolazione, i risultati di una matrice 2x2 sono relativamente scarsi. Più spesso si utilizza una matrice 3x3 o superiore. Una telecamera monocromatica ottiene le informazioni su ciascun pixel in modo molto più lineare, ossia 1:1 dalla matrice di pixel.
Ma l'occhio umano è stato progettato come strumento universale. Non sempre abbiamo bisogno della nostra capacità di vedere i colori; spesso le informazioni fornite solo dai valori di luminosità degli oggetti percepiti sono sufficienti. L'elaborazione delle immagini è molto simile.
In molti casi lo sforzo di una rappresentazione a colori con una telecamera a colori non è necessario e le difficoltà tecniche ad esso associate possono essere evitate dopo un'attenta analisi dei requisiti dell'applicazione.
Molte applicazioni possono fare a meno delle informazioni sul colore nella catena di elaborazione delle immagini. In altre, è possibile creare un tipo di informazione selettiva sul colore con l'illuminazione colorata o il filtraggio del colore e una telecamera monocromatica; ad esempio, le aree verdi su oggetti rossi appaiono nere quando la luce utilizzata era rossa.
Il tema del colore è sempre più importante
Ciononostante, la domanda di telecamere a colori è in crescita. Questo forte interesse si spiega con le nuove applicazioni in cui le immagini non sono più utilizzate solo per l'analisi computerizzata, ma devono avere una qualità accettabile anche per l'occhio umano. Inoltre, le informazioni aggiuntive sul colore in un'immagine aprono possibilità sempre più ampie e versatili per l'elaborazione e l'analisi delle immagini.
Aree di applicazione delle telecamere a colori
Il settore dell'ispezione delle stampe è un esempio di elaborazione industriale delle immagini a colori. Grazie all'alta tecnologia, l'ispezione della stampa è ora un processo automatizzato. Ingegnosi sistemi di ispezione basati su telecamere ispezionano, ad esempio, etichette e imballaggi. Il controllo della resa cromatica è un compito particolarmente importante, ad esempio quando si ispezionano le confezioni dei prodotti alimentari che devono apparire "croccanti" e "fresche" agli occhi dei consumatori, per aumentare l'incentivo all'acquisto.
I sistemi di ispezione per il controllo dei colori si basano su una rappresentazione ottimizzata e standardizzata dei colori, poiché questo è l'unico modo per garantire che i vari dispositivi e sistemi producano risultati identici quando vengono presentati gli stessi dati cromatici. Il "cliente" e la misura di tutte le cose è l'uomo: nel settore della stampa, ad esempio, l'occhio umano esegue il controllo finale dell'immagine stampata sul monitor. Il nostro organo della vista è così sensibile alle minime deviazioni che la resa cromatica del monitor deve essere il più realistica possibile per evitare errori.
Questa è solo una delle tante applicazioni possibili in cui l'alta precisione del colore è un fattore chiave.
Sintesi
Il colore è un importante mezzo di informazione e può essere utilizzato in numerose applicazioni per gestire compiti di ispezione durante l'elaborazione delle immagini. Tuttavia, il cervello umano ha enormi capacità di elaborare le immagini a colori, il che significa che spesso sottovalutiamo quanto sia difficile eseguire una corretta elaborazione delle immagini a colori. Fortunatamente, molte applicazioni richiedono solo una telecamera monocromatica. Per gli altri casi che richiedono effettivamente una telecamera a colori, esistono funzioni utili in molte telecamere a colori che aiutano a gestire ed elaborare le immagini a colori senza creare carichi maggiori sul processore.