ما الذي تعنيه الخصائص اللونية في إضاءة الرؤية الآلية؟

في أنظمة الرؤية الآلية، يؤثر اختيار مصادر الإضاءة وضبطها بشكل كبير على جودة الصورة والنتائج التحليلية. تؤثر الخصائص اللونية - بما في ذلك chromaticity، درجة حرارة اللون، درجة حرارة اللون المرتبطة (CCT)، ومؤشر إخراج اللون (CRI) - بشكل أساسي على أداء التصوير. فيما يلي شرح مفصل لهذه الخصائص وأهميتها في التطبيقات الصناعية للرؤية.

Chromaticity: جوهر لون الضوء

Chromaticity تُحدد اللون الداخلي المنبعث من مصدر الضوء. تنتج الخصائص اللونية المختلفة تأثيرات بصرية مختلفة تؤثر مباشرةً على تباين الصورة ووضوحها وإخلاص اللون فيها. على سبيل المثال:

○  في فحص عيوب السطح، تُحسّن الاختيار الاستراتيجي للون وضوح الخدوش أو الملوثات مقابل خلفيات الملمس.

○  الضوء الأحمر (620–750 نانومتر) يعزز التباين لفحص آثار النحاس على الدوائر المطبوعة.

○  الضوء الأزرق (450–495 نانومتر) يبرز علم طبوغرافيا السطح في مسح القطع ثلاثية الأبعاد.

الضبط الدقيق للألوان يسمح للمهندسين بـ"برمجة" التباين البصري لمواد أو عيوب معينة.

درجة حرارة اللون: البصمة الحرارية للضوء

تقاس بالكلفن (K)، وتصف درجة حرارة اللون الدافئ أو البارد المرئي لمصدر الضوء من خلال مقارنة لونه مع جسم أسود نظري تم تسخينه لتلك الدرجة:

○  درجة حرارة لون منخفضة (1,800–3,500 كلفن):

درجات حمراء/صفراء (على سبيل المثال، المصابيح الهالوجينية). تخلق بيئات تصوير "دافئة" مثالية لتقليل الوهج على الأسطح العاكسة.

○  درجة حرارة لون متوسطة (3,500–5,000 كلفن):

لون أبيض محايد (على سبيل المثال، مصابيح LED النهارية). يوازن بين دقة الألوان والتباين للمهام الفحصية العامة.

○  درجة حرارة اللون العالية (5000 كلفن - 10000 كلفن):

أبيض مائل إلى الزرقة (على سبيل المثال: مصابيح الزينون). يوفر إضاءة ذات طاقة عالية لتصوير السرعة العالية أو الكشف عن الفلورية.

رؤى تطبيقية: تستخدم فحوصات رقائق أشباه الموصلات غالبًا إضاءة بدرجة حرارة 5600 كلفن لتتناسب مع ظروف الإضاءة المحيطة في غرف النظافة، ومنع تشويه الألوان.

درجة حرارة اللون المرتبطة (CCT): الجسر نحو الفجوة

مصدر الضوء غير الحراري مثل أنابيب الفلورسنت أو الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LED) لا تحتوي على منحنيات إشعاع جسم أسود حقيقية. CCT تشير إلى درجة حرارة اللون التي يُدركها الإنسان من خلال محاذاة الطيف المتقطع مع ما يكافئ الجسم الأسود بأقرب درجة:

○  ضروري لضمان تفسير متسق للألوان تحت:

بيئات الإضاءة متعددة المصادر

وحدات الإضاءة الفلورية القديمة في المصانع

○  تستخدم الأنظمة البصرية الحديثة معايرة CCT للحفاظ على دقة الألوان عند دمج الإضاءة الهجينة.

مؤشر عكس الألوان (CRI): معيار الدقة

يُقيس مؤشر تجسيد اللون (CRI) قدرة مصدر الضوء على إظهار الألوان الحقيقية لجسم ما مقارنةً بالضوء الطبيعي (حيث تكون قيمة CRI=100). المقياس: 0–100.

○  مؤشر تجسيد اللون العالي (>90):

ضروري لتطبيقات مطابقة الألوان (على سبيل المثال لا الحصر: التحقق من طلاء السيارات، فرز الحبوب الدوائية).

○  مؤشر تجسيد اللون المنخفض (<80):

يتسبب في تشويه الألوان (على سبيل المثال: ظهور عنصر أحمر بلون البني).

تأثير الصناعة : تحتاج أجهزة تصنيف الأغذية إلى إضاءة بمؤشر تجسيد لون ≥95 للكشف الدقيق لنضج المنتجات أو التلوث بها.

الاستنتاج: الإضاءة باعتبارها أداة تحليلية

في رؤية الآلة، تتعدى الإضاءة مجرد التألق – هي حل هندسي لاستخراج المعلومات. المبادئ الأساسية للتنفيذ:

○  التفضيل لمصادر ضوء مؤشر تجسيد اللون >90 ودرجة حرارة اللون المُحكَمة (CCT) للمهام الحرجة المتعلقة بالألوان

○  تستخدم مصادر الضوء الباردة (LEDs) لتحقيق الاستقرار وتقليل المصروفات التشغيلية

○  استخدم مقياس الضوء لتوحيد ظروف الإضاءة

○  قم بضبط درجة اللون لتتماشى مع استجابات المواد المستهدفة البصرية

تُحوِّل إضاءة دقيقة البكسلات الخام إلى بيانات قابلة للتنفيذ. ومع تقدم التصوير فوق الطيفي، يبقى إتقان هذه المبادئ الأساسية ركيزة الأتمتة الموثوقة.