【正文】 機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識一、工業(yè)相機的基本概念（ 1）q 傳感器的尺寸 圖像傳感器感光區(qū)域的面積大小。系統(tǒng)放大率取決于物理放大率和顯示系統(tǒng)的闡述。480 768640480760574美制 RS – 170 Norm 歐制 CCIR Norm第二節(jié) 工業(yè)相機58內(nèi)部交流，不得外傳第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識一、工業(yè)相機的基本概念（ 4）q 像素長寬比 指傳感器上像素水平和垂直方向節(jié)距的比值，對于正方形的象素來說，其比值為 1： 1。q 幀頻率（ Frame Rate） 相機每秒中能夠輸出圖象的幀數(shù)，對于模擬制式相機，這個頻率是固定值，對于數(shù)字相機，是個可變的值。第二節(jié) 工業(yè)相機60內(nèi)部交流，不得外傳第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識一、工業(yè)相機的基本概念（ 6）q 相機掃描方式m 隔行掃描（ Interlace ）35246第二節(jié) 工業(yè)相機61內(nèi)部交流，不得外傳第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識一、工業(yè)相機的基本概念（ 7）q 相機掃描方式 逐行掃描（ Progressive scan ）35241第二節(jié) 工業(yè)相機62內(nèi)部交流，不得外傳第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識一、工業(yè)相機的基本概念（ 8） q 異步觸發(fā) 通常情況下相機是一幀一幀拍攝的，所以進行高速拍攝的時候最高的同步精度不可能超過一幀圖像的周期，對于某些支持異步觸發(fā)的相機，可以在當(dāng)前幀掃描尚未完成的情況下，將當(dāng)前幀拋棄，直接開始新一幀圖象的掃描，可以使得告訴拍攝的同步精度達到一行的掃描周期。q 局部掃描 多數(shù)數(shù)字相機支持僅僅輸出傳感器上某一部分像素，這些像素位于某個矩形窗口內(nèi)。絕大多數(shù)周邊設(shè)備都能夠兼容這些信號格式。第二節(jié) 工業(yè)相機65內(nèi)部交流，不得外傳第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識二、工業(yè)相機的基本結(jié)構(gòu)Digital Image Processing ModuleLens MountIR FilterImage SensorDrive CircuitTransmitting Controller Video SignalChannel to control the camera 機器視覺培訓(xùn)系列教程（基礎(chǔ)入培訓(xùn)）第二節(jié) 工業(yè)相機66內(nèi)部交流，不得外傳第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識三、工業(yè)相機的基本原理 1q 圖像傳感器（ Image sensor）：是一個由 N行及 M列感光單元（ CCD Pixel）組成的矩陣。q CCD成象的 “溢出 ”（ Blooming）問題：當(dāng) CCD象素接收到過多的光子，存儲器中所收集的自由電子就會向周邊的象素 “溢出 ”。因此，傳輸速率是相機的成像速度的 “ 瓶頸 ” 。 四、工業(yè)相機分類（ 1）第二節(jié) 工業(yè)相機70內(nèi)部交流，不得外傳第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識q按照傳感器類型區(qū)分面掃描相機傳感器上像素呈面狀分布的相機，其所成圖象為二維 “ 面 ” 圖象。四、工業(yè)相機分類（ 3）第二節(jié) 工業(yè)相機72內(nèi)部交流，不得外傳第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識四、工業(yè)相機分類（ 5）彩色 VS黑白 黑白相機的每個像素僅僅采集亮度信號，對于彩色相機，則是借助于一個 Bayer濾色片讓每個像素來采集圖象特定的色彩分量，然后利用后期的電路再重建出真實色彩，所以黑白相機的分辨率通常比具有同樣像素數(shù)目和同級別后期處理電路的彩色相機 搞 出10－ 20％（ in TVL).此外由于沒有覆蓋 Bayer濾色片，黑白相機在弱光下面的靈敏度也更好一些。第二節(jié) 工業(yè)相機73內(nèi)部交流，不得外傳第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識四、工業(yè)相機分類（ 6）模擬相機 VS. 數(shù)字相機 相對來說模擬相機的價格比較低廉，使用比較簡單。 CCD 芯片象素數(shù)量（ X方向）m Y方向系統(tǒng)精度（ Y方向象素值）＝ 視野范圍（ Y方向 247。m 相機 分辨率相同 視野越小 系統(tǒng)精度越高m 視野相同相機 分辨率越高系統(tǒng)精度越高 適合的視野不適合的視野調(diào)整系統(tǒng)關(guān)心的部分第三講：機器視覺光學(xué)系統(tǒng)選型93內(nèi)部交流，不得外傳第一節(jié) 一、獲得完美圖像的 6大要素 (2)：清晰成象q 確定圖像中所要檢測的部分處于清晰的焦距之內(nèi)q 當(dāng)圖像中檢測部分不處于同一焦平面時，需要考慮鏡頭的景深q 注意：每一款鏡頭都有固定的 “最短焦距 ”q 注意：每一款鏡頭相對于固定的光圈，都有自己固定的景深q 注意：縮小光圈可以加大景深。? 清晰成象。控制因素：燈源? 恰當(dāng)?shù)恼彰髋c曝光?？刂埔蛩兀虹R頭、系統(tǒng)標(biāo)定? 保持待測物體在成象中大小一致。這將直接影響系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性q 避免外界影響? 注意系統(tǒng)周圍環(huán)境的影響，如生產(chǎn)線上的照明系統(tǒng)、室外陽光等等? 可移動的人或物會遮擋系統(tǒng)照明第三講：機器視覺光學(xué)系統(tǒng)選型98內(nèi)部交流，不得外傳第一節(jié) 一、 獲得完美圖像的 6大要素：q 小結(jié) 1：獲得完美圖像的 6大要素及控制因素? 高系統(tǒng)精度。 2 MM第三講：機器視覺光學(xué)系統(tǒng)選型92內(nèi)部交流，不得外傳第一節(jié) 一、獲得完美圖像的 6大要素（ 1）：高系統(tǒng)精度q 最佳視野（ FOV）：m 讓視覺系統(tǒng) “ 關(guān)心 ” 的部分盡可能 “ 充滿 ” 視野。數(shù)字相機，通常具有更高的分辨率，當(dāng)然價格也更昂貴，而且牽涉到比較復(fù)雜的安裝調(diào)試工作，即使這個系統(tǒng)只需要最簡單的功能，數(shù)字相機的傳輸距離通常較模擬相機短。當(dāng)然黑白相機也可以通過對光源色彩的控制實現(xiàn)這一功能。四、工業(yè)相機分類（ 2）第二節(jié) 工業(yè)相機71內(nèi)部交流，不得外傳第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識q 按輸出信號區(qū)分 模擬信號相機從傳感器中傳出的信號，被轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號，即普通視頻信號，后再傳到圖象采集卡中。電子快門時間 圖象傳輸時間單幀圖象完整拍照時間第二節(jié) 工業(yè)相機69內(nèi)部交流，不得外傳第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識q 按照圖象傳感器區(qū)分CCD相機：使用 CCD感光芯片為圖象傳感器的相機 CMOS相機：使用 CMOS感光芯片為圖象傳感器的相機 q 按照輸出圖像顏色區(qū)分：單色相機：輸出圖象為單色圖像的相機。光子CCD象素自由電子溢出第二節(jié) 工業(yè)相機68內(nèi)部交流，不得外傳第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識三、工業(yè)相機的基本原理 3q 相機拍照時間示意圖m 電子快門時間可由用戶自己設(shè)置。感光單元(CCD Pixcel)工作原理第二節(jié) 工業(yè)相機67內(nèi)部交流，不得外傳第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識三、工業(yè)相機的基本原理 2q CCD的電荷存儲器：能夠存儲一定量的電子。 數(shù)字相機的信號傳輸格式更為復(fù)雜，目前普遍應(yīng)用的包括： *IEEE1394(Fire Wire) * *CameraLink *Ether，包括傳輸未經(jīng)壓縮影像的千兆協(xié)議和傳輸經(jīng)過壓縮影像的百兆協(xié)議。第二節(jié) 工業(yè)相機63內(nèi)部交流，不得外傳第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識一、工業(yè)相機的基本概念（