Введение
Глава 1. Обзор известных методов и средств определения цвета объекта 13
1.1. Методы и основанные на их применении средства анализа цвета объекта 15
1.1.1. Метод спектрального анализа отражения поверхности объекта или пропускания объекта 15
1.1.2. Метод определения цветовых координат поверхности объекта 17
1.1.2.1. ОЭС определения цветовых координат, с применением волоконных элементов 18
1.1.2.2. ОЭС без использования оптических элементов 19
1.1.2.3. ОЭС, производящие выделение заданных областей цветности на изображении объекта 20
1.2. Критерии оценки оптико-электронных систем цветового анализа объектов 22
1.2.1. Критерий размерности параметрического поля 22
1.2.2. Критерий детальности изображения 23
1.2.3. Критерий величины объекта исследования 23
1.3. Анализ возможностей применения рассмотренных методов и средств для цветовой сепарации в промышленных условиях... 24
1.3.1. ОЭСЦА, осуществляющие спектральный анализ 24
1.3.2. Системы без использования фокусирующих оптических элементов 25
1.3.3. Оптико-электронные системы цветового анализа, производящие выделение заданных областей цветности на изображении исследуемого объекта 26
1.3.4. Сравнительная характеристика существующих оптико-электронных систем анализа цвета 27
1.4. Постановка задач исследований 32
Глава 2. Описание цветового образа объекта анализа Оптико-электронной системы цветового анализа минерального сырья 34
2.1. Понятие цвета 35
2.1.1. Глаз как прибор преобразования сигналов 35
2.1.2. Принципы обработки сигналов в существующих типах приемников оптического излучения 38
2.2. Принципы цветовой классификации минералов 40
2.3. Цветовой образ объектов 44
2.3.1. Цветовой тон объекта 46
2.3.2. Светлота объекта 49
2.3.3. Насыщенность цвета объекта 51
2.3.4. Взаимосвязи компонентов представления цветового образа объекта анализа ОЭСЦА 53
2.4. Анализ цветовых пространств 55
2.4.1. Критерии классификации цветовых пространств 55
2.4.2. Цветовые пространства 57
2.4.3. Сравнительная характеристика цветовых пространств 61
Глава 3. Особенности алгоритма сегментации изображений и основы построения оптико- электронных систем цветового анализа 66
3.1. Структура алгоритма сегментации изображения 68
3.2. Принципы построения ОЭСЦА частиц минерального сырья 72
3.2.1. Выбор типа приемника оптического излучения 75
3.2.2. Структура энергетического расчета реализации ОЭСЦА 76
3.3. Требования к обработке изображений 78
3.3.1. Коррекция зашумлённости изображения 78
3.3.2. Операция выравнивания цвета 80
3.3.3. Смаз изображения вследствие движения объекта во время экспонирования ПОИ 81
3.4. Имитационные модели реакции ОЭСЦА на возможные изменения условий анализа объектов 84
3.4.1. Влияние изменения яркости источника освещения на изменение цветовых координат объекта 84
3.4.2. Влияние наличия бликов на поверхности объекта анализа на определение его цветовых координат 87
3.4.3. Влияние наличия тонкого водяного слоя на поверхностях объектов с шероховатой поверхностью на цветовые координаты 88
3.5. Выводы по главе 89
Глава 4. Расчёт макета ОЭСЦА 91
4.1. Расчёт чувствительности матрицы 91
4.1.1. Описание схемы экспериментальной установки 91
4.1.2. Состав экспериментальной установки 92
4.1.3. Анализ результатов 92
4.2. Расчёт минимальной освещённости матрицы 98
4.2.1. Определение среднеквадратического значения шума на модуляторе видеоконтрольного устройства 99
4.2.2. Определение напряжения сигнала от фона на модуляторе ВКУ 100
4.2.3. Определение порогового контраста 101
4.2.4. Определение видимой яркости изображения крупных деталей объекта 106
4.2.5. Определение среднего значения яркости изображения объекта 109
4.2.6. Определение напряжения сигналов на выходе матрицы 110
4.2.7. Определение значений экспозиций 110
4.2.8. Определение времени экспонирования КМОП-матрицы 110
4.2.9. Определение значений освещённостей, соответствующих экспозициям 111
4.3. Энергетический расчёт 112
4.4. Расчёт ОС 115
4.5. Выводы по главе 116
Глава 5. Исследования экспериментальных макетов оэсца минерального сырья 117
5.1. Методики и условия экспериментов 117
5.1.1. Структура макета экспериментальной установки 117
5.1.2. Общие параметры установки 118
5.2. Оценка результатов 119
5.3. Результаты экспериментов 120
5.3.1. Исследование тестовых объектов 120
5.3.2. Эксперимент с изменением яркости источника 124
5.3.3. Эксперимент со шлифованными частицами бирюзы... 128
5.3.4. Эксперимент с тонким водяным слоем на поверхности объекта 130
Выводы по главе 132
Заключение 133
Список литературы 139
Приложение 1 147
