MEMS Cvičenie 5

11.3.2020 pridané materiály na samoštúdium

• Teoretický úvod - Basicsof colorimetry. Guide for industrial color measurement.
• Príklad priemyselných snímačov farby - uE Product broschure (str. 26-27)

https://youtu.be/CPUXxuyd9xw

Rozpoznávanie farieb http://blog.xkcd.com/2010/05/03/color-survey-results/

Úloha 1:

pripojte senzor QTI k mikroprocesoru, zobrazte aktuálnu hodnotu výstupného signálu a pokúste sa pomocou senzora rozpoznať základné farby

• Acrob008

Úloha 2:

zoznámte sa so senzorom farby ColorPAL (fotodióda TAOS TSL12T), pripojte ho k mikropočítaču a rozpoznajte základné farby

• Acrob042
• Datasheet

Porovnajte dosiahnuté výsledky s kvalitnejším senzorom TCS230

• Acrob041

Použite softvér uvedený v príkladoch:

• Acrob043

Odovzdať:

• Nameranú závislosť od vzdialenosti
• Nameranú závislosť farby pri konštantnej vzdialenosti
• Ten kúsok programu, ktorý realizoval rozpoznanie farby

Doplnkové informácie

• Senzory na rozpoznávanie farieb

i2c

• http://codeandlife.com/2012/05/05/logic-analysis-with-bus-pirate/
• http://hackaday.com/2008/11/19/how-to-the-bus-pirate-universal-serial-interface/
• http://blog.stibrany.com/?p=122
• ftp://ftp.propeller-chip.com/PCMProp/Chapter_10/Docs/i2c/I2C_bus.pdf

Vzdialenosť farieb

Keďže farby sú dané troma súradnicami (napr. RGB), je celkom prirodzené použiť na meranie vzdialenosti medzi farbami euklidovskú vzdialenosť v 3D priestore. Lenže ukazuje sa, že vzhľadom na fyziológiu ľudského vnímania farieb nie je celkom vhodné merať to v priesotre RGB, tam to nekorešponduje s ľudskou skúsenosťou. Preto sa na tento účel používa farebný priestor CIE Lab

CIE L*a*b* (CIELAB) je farebný priestor, ktorý zadefinovala CIE (International Commission on Illumination). Je to referenčný model, ktorý opisuje všetky ľudským okom viditeľné farby. Jeho tri súradnice reprezentujú intenzitu farby (L* = 0 je čierna a L* = 100 je rozptýlené biele svetlo), jej polohu na medzi červeno/fialovou a zelenou (a*, záporné čísla pre zelenú, kladné pre fialovú) a jej polohu medzi žltou a modrou (b*, záporné čísla pre modrú, kladné pre žltú).

Konverzia

ToDo: preveriť, či je to naozaj tak.

Pre konverziu z jedného farebného modelu do iného sa používajú štandardizované CIE vzťahy. Neexistuje jednoduchý prevod medzi RGB a Lab priestormi, pretože ten prvý je závislý od zariadenia, ten druhý je device independent. Preto sa používa medziprevod RGB -> sRGB -> XYZ -> Lab

${\begin{bmatrix}X_{D65}\\Y_{D65}\\Z_{D65}\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}0.4124&0.3576&0.1805\\0.2126&0.7152&0.0722\\0.0193&0.1192&0.9505\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}R_{\mathrm {linear} }\\G_{\mathrm {linear} }\\B_{\mathrm {linear} }\end{bmatrix}}$

Forward transformation

${\begin{aligned}L^{\star }&=116\ f\!\left({\frac {Y}{Y_{\mathrm {n} }}}\right)-16\\a^{\star }&=500\left(f\!\left({\frac {X}{X_{\mathrm {n} }}}\right)-f\!\left({\frac {Y}{Y_{\mathrm {n} }}}\right)\right)\\b^{\star }&=200\left(f\!\left({\frac {Y}{Y_{\mathrm {n} }}}\right)-f\!\left({\frac {Z}{Z_{\mathrm {n} }}}\right)\right)\end{aligned}}$

where

${\begin{aligned}f(t)&={\begin{cases}{\sqrt[{3}]{t}}&{\text{if }}t>\delta ^{3}\\{\frac {t}{3\delta ^{2}}}+{\frac {4}{29}}&{\text{otherwise}}\end{cases}}\\\delta &={\frac {6}{29}}\end{aligned}}$

Here, Šablóna:Math, Šablóna:Math and Šablóna:Math are the CIE XYZ tristimulus values of the reference white point (the subscript n suggests "normalized").

Under Illuminant D65 with normalization Šablóna:Math, the values are

${\begin{aligned}X_{\mathrm {n} }&=95.0489,\\Y_{\mathrm {n} }&=100,\\Z_{\mathrm {n} }&=108.8840\end{aligned}}$

Values for illuminant D50 are

${\begin{aligned}X_{\mathrm {n} }&=96.4212,\\Y_{\mathrm {n} }&=100,\\Z_{\mathrm {n} }&=82.5188\end{aligned}}$

Návrat na zoznam cvičení...