颗粒图像的颜色校准与表征

作     者：黄作杰 周骛 徐喜庆 裴昌蓉 蔡天意 蔡小舒 HUANG Zuojie;ZHOU Wu;XU Xiqing;PEI Changrong;CAI Tianyi;CAI Xiaoshu

作者机构：上海理工大学能源与动力工程学院上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093 中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院多资源协同陆相页岩油绿色开采全国重点实验室黑龙江大庆163712 

出 版 物：《中国粉体技术》 (China Powder Science and Technology)

年 卷 期：2024年第30卷第4期

页      面：104-114页

学科分类：08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目,编号:52376163 上海市科学技术委员会启明星培育(扬帆)计划项目,编号:22YF1429600 

主　　题：图像法 颗粒测量 色彩校正 颜色表征 

摘      要：【目的】减少图像法测量系统中颗粒成像的颜色失真,并对颗粒进行颜色表征。【方法】采用色卡对颗粒成像系统进行标定,使用色彩校正算法建立实际拍摄的色卡的颜色值与D65光源下的色卡理论颜色值之间的映射关系,以此对颗粒图像进行色彩校正,对比分析基于多项式回归的6种色彩校正算法,对基于校正前、后色卡的平均色差和算法的曝光适应性进行算法测试,并在白色LED灯光与偏黄的卤素灯光照射下分别验证色彩校正效果。【结果】三阶多项式色彩校正算法的回归精度最高,在白色LED光源照射下,校正前、后色卡的24个色块的平均色差由38.67下降到3.82,但测试发现,三阶多项式色彩校正算法不具备曝光适应性;三阶根多项式色彩校正算法在回归精度上接近三阶多项式色彩校正算法且具有良好的曝光适应性。【结论】基于色卡标定和色彩校正算法可以在一定程度下减少系统的颗粒成像的色偏,在6种校正算法中三阶根多项式色彩校正算法能够提高回归精度和曝光适应性;针对颗粒系,可结合颗粒的平均色品坐标和颗粒数量进行表征,针对单个颗粒,可以使用颜色矩和主要颜色进行表征。