一、行业痛点 

从事工业分拣、物料检测的朋友们，多半都栽过传统机器视觉 “识别盲区” 的跟头 —— 碰上颜色相近的材质，它就像得了 “色盲症”，根本分不清！

传统机器视觉大多依赖RGB或单一波段灰度图像，只能捕捉目标表面颜色信息，却抓不住材质本质差异。比如深绿与墨绿、浅蓝与天蓝这类颜色相近的物体，哪怕材质成分不同，也容易被误判为同一类。

颜色相近的两个瓶盖通过传统视觉方案难以区分

（图源网络）

对极度依赖色彩精准度的美妆行业来说，颜色相近材质的分类难题，堪称生产与检测环节里最磨人的“隐形绊脚石”！

就拿大家熟悉的眼影盘来说，品牌方和生产商往往要反复调配，做出一系列色号相邻的色块——毕竟只有这样精细的色彩梯度，才能满足消费者打造个性化妆容的需求。

然而，颜色相近的眼影内部分格极易混淆，容易造成生产时颜色缺失或重复等缺陷，不管是靠人工目检，还是传统的机器视觉检测，都难以精准甄别。

眼影盘内部分格颜色十分接近

二、光谱视觉技术 

光谱视觉技术通过捕获目标在多个维度的几何与光谱信息，将人眼不可见的物质成分差异转化为可视数据。它不仅能提供目标的黑白形态（空间细节）与彩色外观，更能提取每个像素点独特的光谱曲线（即成分指纹）。这种“外观+成分”的双重分析能力，使其能精准区分颜色相近的目标，解决传统黑白或彩色机器视觉面临的行业难题。

多光谱视觉技术原理示意图

三、典型案例：眼影盘内部分格缺陷检测

1. 目标光谱特征分析

拿到待检测的眼影盘样品后，首先借助高光谱相机分析不同内部分格的详细光谱特征。采用HSP0410高光谱相机，获取400-1000nm波段范围内、2000个谱段的高光谱图像，经过严格的光谱、辐射和几何校正，得到光谱反射率图像数据集，其光谱分辨率和光谱采样间隔分别高达2.5nm和0.3nm，可以充分表征眼影材料光谱特性的细节信息。

眼影盘样品高光谱图像获取

从眼影盘的彩色图像上可以看出，颜色相近的分格难以区分（如7号和10号分格），但其光谱反射率曲线还是存在较为明显的差异，尤其在660nm、850nm等波段的反射率差别较大。联合运用Bhattacharyya距离、相关性、最佳波段组合等方法，对不同的光谱反射率图像进行定量化的信息挖掘与特征提取，筛选出可以稳定区分不同分格的特征波段。

眼影盘样品彩色图像

7号与10号分格的光谱反射率曲线

2. 光谱视觉检测方案 

光谱视觉技术应用于缺陷检测，其本质上是通过待检测物的特征波段图像，放大不同类目标视觉特征的对比度。

基于对眼影盘所有内部分格的光谱特征分析结果，采用450nm、555nm、660nm和840nm四个窄带波段即可准确区分眼影盘样品中的不同分格，因此硬件层面选用CY-MS0410系列面阵工业多光谱相机，搭配特制的宽波段LED开孔面光源，实现帧率30fps的四波段光谱图像同步获取，满足流水线在线检测需求。

光谱视觉检测验证装置

算法层面，构建光谱指数模型，通过差分运算放大眼影盘内部分格的光谱差异，并通过线性拉伸进一步增强图像对比度。从以下光谱增强后的假彩色合成图像可以看出，7号和10号分格的微小颜色差异被放大，其他分格的差异与彩色图像相比也更加显著。

光谱增强后的假彩色合成图像

将光谱增强后的合成图像导入目标检测算法模型中进行训练，通过图谱特征准确识别不同分格，进而可以检测眼影盘内部分格的缺失、错位、重复等缺陷。

3. 缺陷检测结果

使用眼影盘样品模拟不同类型的缺陷，并进行多次检测，缺陷检测准确性达到100%，且单组光谱图像的检测算法运行时间小于10ms，完全满足工业流水线检测效率要求。

该案例的检测逻辑不依赖于传统的RGB颜色或纹理判断，而是基于每个分格特殊的光谱特征增强变换后得到的“假彩色”，其在特定波段组合与算法变换方式下具有“唯一性”。因此，可以准确完成各种类型缺陷的检测。

四、应对与挑战 

以上案例中通过450nm、555nm、660nm和850nm四个波段实现了眼影盘内部缺陷的准确检测，但如果换一种其他色号配置的眼影盘，可能存在波段不适用的问题，这也是光谱视觉在工业应用中面临的痛点：不同细分场景中所使用的特征波段存在差异。针对该痛点，我们提供两种应对方案。

1. 波段可灵活选择的工业多光谱相机

本案例中使用的CY-MS0410系列面阵工业多光谱相机，可以根据场景需求灵活选择波段，即使相机已经部署在产线上，也可以通过更换其中的光谱调制模组，以很低的成本完成波段更换，以适应不同的检测目标。

2. 成本低、高性能的工业高光谱相机

针对工业应用场景，专门定向研发的高光谱相机具有低成本、高帧频、高稳定性、工业相机标准化接口等特点，且可以通过软件配置按需选择采集不同波段，以硬件可编程的产品形态，成为柔性通用光谱视觉检测传感器的理想选择。

五、免费测试样品 

颜色相近材质分类一直是传统机器视觉面临的难题，如今光谱视觉技术有望“破题”。欢迎大家联系长光驰宇公司，申请各类颜色相近材质样品免费测试服务及合作洽谈。

联系方式：关注“长光驰宇”微信公众号——点击“咨询”——点击“在线客服”。