智能颜色识别系统文献综述

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1、黄河科技学院毕业设计说明书第II页单位代码01学号1201020039分类号TN701密级文献综述智能颜色识别系统的认识院（系）名称信息工程学院专业名称电子信息工程学生姓名杜方周指导教师何红丽2016年3月5日黄河科技学院毕业设计（文献综述）第5页智能颜色识别系统的认识摘要随着科技的发展，现代工业生产向高速化、自动化方向不断进步，色彩识别技术已经广泛应用于各种工业检测和自动控制领域，生产过程中长期以来由人眼起主导作用的颜色识别工作将越来越多地被相应的颜色传感器所替代。如：各种物体表面颜色识别、产品包装色标检测、产品外表特征颜色的检测、

2、液体溶液颜色变化过程的检测与控制等等。本文首先阐述了颜色检测的三种方法，分析了它们的优缺点。其次，介绍一下颜色识别系统的工作原理，其中包括关于TCS230芯片的介绍以及TCS230识别颜色的原理。最后是关于颜色识别系统的硬件结构。关键词：TCS3200，颜色传感器，颜色识别系统黄河科技学院毕业设计（文献综述）第5页1概述颜色信息是人类生活中不可缺少的一部分，随着现代工业生产向高速化、自动化方向的发展，颜色传感器将逐渐代替人眼来识别各种颜色，通过颜色识别系统的设计，融合电路、电子技术、传感器技术等课程知识，使我更好的掌握所学知识，本系统

3、可用于任何需要颜色识别的场合。有一定的使用价值。颜色传感器也叫色彩识别传感器。标准的颜色测量方法是采用光谱光度测色仪，通过测量样品的三刺激值，从而得到样品的颜色。目前，基于各种原理的颜色识别传感器有两种基本类型：其一是RGB(红绿蓝)颜色传感器，检测的是三刺激值；其二是色差传感器，检测被测物体与标准颜色的色差[1]。这类装置许多是漫反射型、光束型和光纤型的，封装在各种金属和聚碳酸酯外壳中。2颜色检测的主要方法颜色检测主要有三种方法：目视法，光电积分法，分光光度法。方法一：目视法。是一种最传统的颜色测量方法。具体做法是由标准色度观察者在

4、特定的照明条件下对产品进行目测鉴别，并与CIE(国际照明委员会)标准色度图比较，得出颜色参数[2]。特点：目视法不能准确识别微细的色彩差异，常出现色彩判断失误；目视方法测色带有一定的主观色彩；测量结果精度不高、测量效率低。方法二：光电积分法。模拟人眼的三刺激值特性，用光电积分效应，直接测得颜色的三刺激值。特点：光电积分式仪器能准确测出两个色源之间的色差，但不能精确测出色源的三刺激值和色品坐标。方法三：分光光度法。通过TCS230测量光源的光谱功率分布或物体反射光的光谱功率，根据这些光谱测量数据通过计算的方法求得物体在各种标准光源和标准

5、照明体下的三刺激值，进而由此计算出各种颜色参数[3]。特点：分光光度测色仪不仅能精确测量色差，还能测量色源的三刺激值和色品坐标，应用非常广泛。3TCS230芯片简介黄河科技学院毕业设计（文献综述）第5页TCS230是TAOS公司推出的可编程彩色光到频率的转换器，它把可配置的硅光电二极管与电流频率转换器集成在一个单一的CMOS电路上，同时在单一芯片上集成了红绿蓝(RGB)三种滤光器，是业界第一个有数字兼容接口的RGB彩色传感器，TCS230的输出信号是数字量，可以驱动标准的TTL或CMOS逻辑输入，因此可直接与微处理器或其他逻辑电路相连

6、接[4]。由于输出的是数字量，并且能够实现每个彩色信道10位以上的转换精度，因而不再需要A/D转换电路，使电路变得更简单，当入射光投射到TCS230上时，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；还可以通过输出定标控制引脚S0、S1，选择不同的输出比例因子，对输出频率范围进行调整，以适应不同的需求[5]。TCS230芯片各个引脚的功能如图1所示。图1TCS230引脚图表1输出频率分频选择S0S1输出频率分频比例LL掉

7、电LH2%HL20%HH100%黄河科技学院毕业设计（文献综述）第5页TCS230的S0、S1用于选择输出比例因子或电源关断模式；S2、S3用于选择滤波器的类型；OE反是频率输出使能引脚，可以控制输出的状态，当有多个芯片引脚共用微处理器的输出引脚时，也可以作为片选信号，OUT是频率输出引脚，GND是芯片的接地引脚，VCC为芯片提供工作电压[6]。TCS230颜色传感器使用时相关控制引脚的一些组合选项如表1和表2所示。表2滤光颜色选择S2S3光电二极管类型LL红色LH蓝色HL消除（无滤光）HH绿色三原色的感应原理。通常所看到的物体颜色，

8、实际上是物体表面吸收了照射到它上面的白光(日光)中的一部分有色成分，而反射出的另一部分有色光在人眼中的反应。白色是由各种频率的可见光混合在一起构成的，也就是说白光中包含着各种颜色的色光(如红R、黄Y、绿G、青V、蓝B、紫