如何讓機器感知真正的彩色世界
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首先，各位請帶著這么個問題，來仔細查看以下三張圖片——
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/202004/411617.htm“這到底是個什么顏色？？”
“白色？暗白色？灰色？淺灰色？”相信各位都很難有一個準確的回答?；蛘呶覀兛梢栽僮鲞@么個小實驗：打開你的手機，找到一個白色的地方，然后逐漸把屏幕亮度調低——你會發(fā)現(xiàn)，隨著屏幕變暗，這個白色漸漸就變?yōu)椤盎疑绷?。甚至你還可以這么理解——“黑色，就是亮度為0的白色！”
其實顏色的概念，可以分為兩部分：明度（亮度）和色度。上述三種顏色，我們都可以稱之為“白色”，只是它們的亮度不一樣。
一、“顏色”
再來科普一下，我們肉眼是如何看見“顏色”的——
人類的視網膜上的有視桿細胞和視錐細胞，其中視錐細胞用于感知強光和負責色覺。視錐細胞有L、M、S型有三種，分別對紅色（Long長波）、綠色（Medium中波）、藍色（Short短波）敏感，見下圖：
正是因為有這三種細胞的存在，紅、綠、藍才成了我們人類的三原色，要注意的是，紅、綠、藍之所以是三原色，不是因為物理原因，而是生理原因，比如鳥類有四種感知波長的細胞，如果它也是像人類一樣感知色彩的話，那它的原色是四種。
紅色光和綠色光混合可以看到黃色光，那是因為這種混合產生的復色光對視錐細胞的刺激和黃色的單色光對視錐細胞的刺激等效，但實際上兩者本質上是不同的，只是因為人眼的特性，才使得二者看起來一樣。黃色的復色光和黃色的單色光的光譜是不一樣的！
二、CIE 1931 XYZ顏色空間
在紅、綠，藍三原色系統(tǒng)中，紅、綠、藍的刺激量分別以R、G、B表示之。由于從實際光譜中選定的紅、綠、藍三原色光不可能調配出存在于自然界的所有色彩，所以，CIE（國際照明委員會）于1931年從理論上假設了并不存在于自然界的三種原色，即理論三原色，以X，Y，Z表示，以期從理論上來調配一切色彩，從而形成了XYZ測色系統(tǒng)。
X原色相當于飽和度比光譜紅還要高的紅紫，Y原色相當于飽和度比520nm的光譜綠還要高的綠，Z原色相當于飽和度比477nm的光譜藍還要高的藍。
CIE XYZ顏色空間稍加變換就可得到Yxy色彩空間，其中Y取三刺激值中Y的值，表示亮度（明度），x、y反映顏色的色度特性——借此，我們也就有了一個更好的手段，來進行對顏色的考量！
三、ams光譜傳感器
“那有沒有合適的傳感器推薦呢？是XYZ傳感器嗎？”
“有！但不是XYZ傳感器，是艾邁斯半導體（ams）的多通道光譜傳感器：AS7341！客官請往下看！”
AS7341特點：
? 8個可見光通道——380nm~710nm
既可準確分辨出不同顏色光中的光譜成分，又可以通過ams提供的后端算法，準確地獲得XYZ三刺激值和Yxy色度、明度值。不同場合不同用法！
? NIR通道：可以得出近紅外數據，做些簡單的物質判別、區(qū)分，如掃地機器人中的地毯檢測。
? Flicker通道：可以檢測環(huán)境中的光源閃爍（50Hz-1KHz）。
? 功耗: 210μA normal, 0.7μA sleep。
? 芯片尺寸3.1 x 2 x 1mm (OLGA 8 package)。
有了AS7341，我們就可以實現(xiàn)以下的常見應用：
? 液體的顏色/色差判別、變化速率
? 化學試紙顏色判別
? 水質濁度判斷
? 掃地機器人—--地毯檢測
? 光源CCT色溫測量
當然啦，光譜傳感器能實現(xiàn)什么具體的功能，全靠各位客官的想象力，上述只是筆者的簡單應用分享。
值得一提的是，AS7341剛在2019年的ASPENCORE全球雙峰會上，斬獲了“年度傳感器”獎。相信在未來，ams還會不斷推出各種充滿驚喜的傳感器方案！
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