機(jī)器視覺技術(shù)綜述(編輯修改稿)
2025-02-02 02:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 跡效果。 在機(jī)器視覺歷史的早期（上世紀(jì)８０年代中期），人們采用的是全幀面積 傳感器，因為對于該應(yīng)用而言它們是唯一一種分辨率足夠高的產(chǎn)品。如果新品應(yīng)用一項應(yīng)用需要１０２４１０２４像素傳感器所能提供的分辨率的話，則全幀式傳感器是唯一的選擇。 總而言之，全 幀傳感器的體系結(jié)構(gòu)是各種面積型傳感器中最簡單的，其分辨率和光敏感面積的密度也是最高的（后者是指其填充因數(shù)最高）。它們還提供了很高的全阱容量、低噪聲和大的動態(tài)范圍。不過它們需要一個機(jī)械快門。 一個幀傳輸圖像傳感器類似于全 幀成像器。不過，它采用了第二個面陣列，該陣列實現(xiàn)了光屏蔽且作為圖像的存儲區(qū)（參見圖４）。該結(jié)構(gòu)并不需要一個機(jī)械快門，故 幀速率高于全 幀傳感器，因為它們可以在傳送一幅圖像的同時獲取另一幅圖像。不過，由于積分仍然發(fā)生在圖像轉(zhuǎn)移到存儲區(qū)的過程中，故圖像存在拖尾污跡，性能受到一定的影響。因為要實現(xiàn)這一架構(gòu)需要把集成電路面積增加一倍，故 幀傳 輸 圖像傳感器 一般分辨率較低，而成本高于全 幀圖像傳感器 。 總而言之，幀傳輸傳感器具有更高的填充因數(shù)、更高的全阱 容量、低噪聲、大動態(tài)范圍、電子快門和較好的幀速率。它們的 主要缺點是曝光時間很短時會出現(xiàn)較大的圖像污跡，而且制造成本較高。 在線間圖像傳感器中，光敏感和讀出功能也是分開的。每個像素被一個屏蔽了光線的垂直 圖像傳感器 包 圍，該傳感器 可以轉(zhuǎn)移電荷。這使得線間傳感器能在捕捉一幀圖像的同時將前一幅圖像移走，從而實現(xiàn)了內(nèi)置的電子快門能力。 線間傳感器的開發(fā)時間晚于全 幀和 幀傳輸傳感器。隨著線間技術(shù)的成熟，它已經(jīng)能夠提供機(jī)器視覺所需的更高的分辨率和更高的幀速率。 總而言之，線間轉(zhuǎn)移傳感器提供了百萬像素 級的分辨率，以及很高的全阱容量。它們還具有低噪聲、大動態(tài)范圍、快門電子化、高 幀速率和低污跡等特點，可以實現(xiàn)短時曝光。 總之 ，用戶希望獲得更快的幀速率（為了跟上快速移動的物體）、更高的量子效率（以便在光線較弱時和／或成像時間更短時提供更多的圖像）和更大的動態(tài)范圍（這樣可以在圖像較亮或較暗的部分可以看到相對的細(xì)節(jié)）。電子快門、漸進(jìn)式掃描讀出和高靈敏度都是在明確何種傳感器最適用于機(jī)器視覺應(yīng)用時需要考慮的關(guān)鍵參數(shù)。應(yīng)該記住的是，正是整套參數(shù)的匹配，才使得特定的一種傳感器成為應(yīng)用的最佳選擇。 3. 數(shù)字圖像處理技術(shù) 數(shù)字圖像處理 (Digital Image Processing)即計算機(jī)圖像處理，指將圖像由模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并利用計算機(jī)對圖像進(jìn)行去噪、增強(qiáng)、復(fù)原、分割、提取特征等處理的過程。圖像經(jīng)過處理后，輸出的質(zhì)量得到很大程度的增強(qiáng)，即改善了其視覺效果，又便于計算機(jī)完成后續(xù)的分析、處理等。 圖像是人類獲取信息和交換信息的主要來源之一，圖像處理已經(jīng)在人類生活和工作的許多方面得到了廣泛的應(yīng)用并取得令人矚目的成就，例如航空航天技術(shù)、通信工程、生物醫(yī)學(xué)工程、工業(yè)檢測、文化藝術(shù)、軍事安全、電子商務(wù)、 視頻和多媒體系統(tǒng)等領(lǐng)域，圖像處理已經(jīng)成為一門前景遠(yuǎn)大的新型學(xué)科。數(shù)字圖像處理技術(shù)雖然已經(jīng)取得了很多重要的研究成就，但是仍然存在一些困難：（ 1）信息處理量大。數(shù)字圖像處理的信息基本上都是以二維形式存在，處理信息量較大，對計算機(jī)的速度、存儲量等有比較高的要求。（ 2）頻帶占用寬。在圖像成像、傳輸、顯示等環(huán)節(jié)的實現(xiàn)上，成本高，技術(shù)實現(xiàn)難度大，這就要求更高的頻帶壓縮技術(shù)。（ 3）像素相關(guān)性較大。數(shù)字圖像中每個像素并不是獨立的，很多像素有著相同或者接近的灰度，相關(guān)性較大，因此信息壓縮有很大地提升空間。（ 4）不能復(fù)現(xiàn)有關(guān)三 維景物的所有幾何信
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