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【新唐资料分享月】基于M451的色彩识别仪

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jinglixixi|  楼主 | 2016-12-13 17:42 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
我们生活在一个充满色彩的世界,但要想准确地分辨出色彩间的差异却并非易事,以M451为处理核心,在配置相应的色彩传感器的情况下,则有助于该问题的解决。通过LCD5110液晶屏,能够把色彩的RGB值显示出来,为了进行色差分析,可通过色彩模型的变换将RGB值转换为LAB值,并最终以中文的形式给出分析结论。该设计在低成本的条件下,以色彩模式变换的方法成功地将色彩识别与色差分析有机地融合在一起,具有体积小能耗低的特点,使之易于进行便携式设计并易于推广和使用。
    色彩识别仪的硬件分布结构如图1所示。
1硬件分布结构图

2色彩识别仪实物照
1) 色彩传感器   
      TCS3200是美国TAOS公司生产的一种可编程的彩色光到频率的转换器,是在独立的光电二极管上覆盖经过修正的红、绿、蓝滤光片,然后对输出信号进行相应的处理,再对颜色值进行输出,其标准输出频率为2Hz~500kHz,TCS3200有4个可编程的引脚,分别用于控制脉冲输出效率和指定滤色处理,TCS3200的外观如图2所示。

3 色彩传感器TCS3200
       TCS3200的工作原理是:当入射光投射到TCS3200时,通过光电二极管控制引脚S2、S3的不同组合,可以选择不同的滤波器;经过电流到频率转换器后输出不同频率的方波(占空比是50%),不同的颜色和光强对应不同频率的方波;还可以通过S0、S1选择不同的输出比例因子,来调整输出频率,以适应不同的需求。
TCS3200模块中,S0~S3引脚的用途如表1所示。
1 引脚用途表

在设计中,以PD3来连接脉冲输出端,将S0和S1与上拉电阻相连来100%地输出脉冲信号,将S2和S3分别与PC9和PC10相连来控制滤色器类型。
2)液晶显示屏
LCD5110液晶屏是一种早期用于手机上的显示器件,相对于数码管和一些字符型LCD型显示器,它具有体积小、能耗低、工作电压低、显示信息多的特点。LCD5110显示屏的引脚排列、作用及连接情况如表2所示。
2  LCD5110引脚作用及连接


在色彩模式中,RGBLab属于两种不同的色彩模式,但可以数学变换的方式来相互转换。
所谓CIE Lab色彩模式,它属于均匀色彩空间,将RGB转为Lab的数学模型如下:





色彩识别性的测试
在该测试中,主要红绿蓝的识别能力及相近色彩的识别能力。在测试时选取吹塑纸作为试样。




沙发
dongnanxibei| | 2016-12-13 21:50 | 只看该作者
需要一个数字色彩传感器,一般是CCD的。如果用好了,配上滑轨和步进电机就可以做扫描仪了。

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板凳
643757107| | 2016-12-14 10:33 | 只看该作者
当入射光投射到TCS3200时,通过光电二极管控制引脚S2、S3的不同组合,可以选择不同的滤波器,原来这样啊

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地板
jinglixixi|  楼主 | 2016-12-14 10:47 | 只看该作者
dongnanxibei 发表于 2016-12-13 21:50
需要一个数字色彩传感器,一般是CCD的。如果用好了,配上滑轨和步进电机就可以做扫描仪了。 ...

有道理。

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5
jinglixixi|  楼主 | 2016-12-14 10:50 | 只看该作者
643757107 发表于 2016-12-14 10:33
当入射光投射到TCS3200时,通过光电二极管控制引脚S2、S3的不同组合,可以选择不同的滤波器,原来这样啊 ...

是,否则就无法控制三基色的选择了。

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6
捉虫天师| | 2016-12-16 18:56 | 只看该作者
这都是传感器的功劳啊,不知道传感器的原理是什么

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7
jinglixixi|  楼主 | 2016-12-17 10:39 | 只看该作者
捉虫天师 发表于 2016-12-16 18:56
这都是传感器的功劳啊,不知道传感器的原理是什么

主要利用光的频谱特性,通过色彩滤镜来分次提取三基色来获取色彩值,但要想得到一定精度的色彩值光源是十分重要的,一个好光源就几千甚至上万。此外,没有好的白平衡处理,色彩值也会产生较大偏差。

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8
zhuomuniao110| | 2016-12-17 12:07 | 只看该作者
不知道CCD的传感器原理跟这个一样不

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9
jinglixixi|  楼主 | 2016-12-18 09:48 | 只看该作者
zhuomuniao110 发表于 2016-12-17 12:07
不知道CCD的传感器原理跟这个一样不

不一样,CCD最适合进行图像扫描。

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10
dongnanxibei| | 2016-12-21 20:18 | 只看该作者

据说那个复印机就是这样做的。

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11
zhuomuniao110| | 2016-12-21 20:53 | 只看该作者
RGB和Lab属于两种不同的色彩模式,但可以数学变换的方式来相互转换。以前不清楚这两个咋回事。懂了,谢谢。

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12
jinglixixi|  楼主 | 2016-12-22 10:15 | 只看该作者
zhuomuniao110 发表于 2016-12-21 20:53
RGB和Lab属于两种不同的色彩模式,但可以数学变换的方式来相互转换。以前不清楚这两个咋回事。懂了,谢谢。 ...

不客气。

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