機器視覺測量技術(shù)2圖像采集

第二章圖像采集和量化機器視覺測量技術(shù)1.線性響應(yīng)：輸入物理信號的強度與輸出響應(yīng)信號的強度之間關(guān)系是否線性。2.靈敏度：絕對靈敏度用能拾測到的最小光子數(shù)表示。相對靈敏度用能使輸出發(fā)生一級變化所需光子數(shù)表示。一.采集裝置的性能指標(biāo)機器視覺測量技術(shù)3.信噪比：所采集的圖像中有用信號與無用干擾的（能量或強度）比值。4.陰影（不均勻度）：輸入物理信號為常數(shù)而輸出的數(shù)字形式不為常數(shù)的現(xiàn)象。機器視覺測量技術(shù)5.象素形狀：一般為正方形，但也有其它形狀。6.頻譜靈敏度：對不同頻率輻射的相對靈敏度。7.快門速度：采集拍攝時間。8.讀取速度：信號數(shù)據(jù)從敏感單元讀取的速率。機器視覺測量技術(shù)面陣CCD的基本特性參數(shù)：1、光電轉(zhuǎn)移特性：光電轉(zhuǎn)換因子γ，一般99.7﹪。2、光譜響應(yīng)二.電荷耦合器件CCD線陣CCD面陣CCD.（幀轉(zhuǎn)移型，隔列轉(zhuǎn)移型，線轉(zhuǎn)移型）機器視覺測量技術(shù)3、動態(tài)范圍：輸出信號峰值電壓與均方根噪聲電壓之比.噪聲源：電荷注入器件引起的噪聲.電荷轉(zhuǎn)移過程中，電荷量變化引起的噪聲.實測時產(chǎn)生的噪聲.4、暗電流：正常工作時，MOS電容處于未飽和的非平衡狀態(tài)，由于熱激發(fā)產(chǎn)生的少量載流子使系統(tǒng)趨向平衡.5、拖影：由寄存器電荷移位時留下的剩余電荷量產(chǎn)生.機器視覺測量技術(shù)7、填充系數(shù)：電敏感區(qū)域占整個矩陣面的比例.6、分辨率：面陣CCD，只評價其水平分辨率，用電視線數(shù)的評價方法.─在一幅圖像上，在水平方向能夠分辨出的黑白條數(shù).機器視覺測量技術(shù)三、CCD相機分類:

①彩色相機黑白相機②按靈敏度分：普通型(1-3lx),月光型(0.1lx),星光型(0.01lx),紅外.③按CCD靈敏度尺寸分:1/4,1/3,1/2,1inch相機.④按掃描方式：有面掃描和線掃描方式.面掃描又分為逐行掃描和隔行掃描。⑤按同步方式：內(nèi)同步,外同步功能相機.機器視覺測量技術(shù)機器視覺測量技術(shù)CCD相機主要功能調(diào)節(jié)1.同步方式選擇：內(nèi)同步外同步（外觸發(fā)信號）電源同步（電源完成垂直同步）2.自動增益控制：CCD信號的視頻放大器，對不同照度而隨之改變增益，可使相機在較大的光照范圍內(nèi)進行工作。機器視覺測量技術(shù)3.背光補償：自動補償（AGC）以整個視場平均值來確定（亮背景，暗前景）啟動背光補償，則AGC只對前景視場求平均確定增益.4.電子快門：CCD僅輸出快門開啟時的光電荷信號，其余時間則被泄放。最短電子快門為1/1000S.機器視覺測量技術(shù)5.γ校正：光(L)>>CCD>>電(V)>>顯示器>>光.要保持二次轉(zhuǎn)換中的綜合特性具有線性。

6.自平衡（僅用于彩色相機）：對景物圖像進行色溫補償，分為自動調(diào)節(jié)和手動調(diào)節(jié)兩種。機器視覺測量技術(shù)7.CCD相機接口光學(xué)接口：C、CS后焦距17.52F46.5信號接口：RS422：雙絞線，相機具有110歐終端負載。CameraLink：控制信號、視頻信號、串行通訊。LVDS（低振幅差分信號）：低電壓和低電壓驅(qū)動實現(xiàn)了低噪聲和低功耗。IEEE1394：串行接口（Firewire）,400Mbps.不需要集線器就可以連接63臺設(shè)備(直連電腦)。機器視覺測量技術(shù)圖像>>鏡頭>>CCD>>A/D>>數(shù)字信息存儲.以一系列的二進制數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)的圖像存儲方式把所攝圖像存放在機內(nèi)存儲器，并通過專用接口與通用計算機聯(lián)機，實現(xiàn)圖像傳輸和計算機處理的功能。分辨率高達3060×2036.四、彩色數(shù)碼相機機器視覺測量技術(shù)基本參數(shù)型號PowerShotA620上市時間價格2005年

2580元有效像素710萬像素光學(xué)變焦倍數(shù)4倍光學(xué)變焦數(shù)碼變焦倍數(shù)4倍數(shù)碼變焦操作模式帶全手動功能LCD液晶屏2.0英寸,可旋轉(zhuǎn)液晶屏,約11.4萬像素液晶顯示屏機器視覺測量技術(shù)傳感器類型CCD傳感器傳感器尺寸1/1.8英寸最大分辨率3072×2304光圈范圍F2.8-F4.1白平衡模式自動,日光,陰天,鎢絲燈,熒光燈,熒光燈_H,水下,自定義快門15-1/2500秒機身閃光燈內(nèi)置閃光燈,模式:自動,強制,關(guān)閉,防紅眼,慢速同步外接閃光燈支持外接閃光燈,佳能高能閃光燈ISO感光度50,100,200,400,自動曝光模式自動曝光,程序曝光,快門優(yōu)先曝光,光圈優(yōu)先曝光,手動曝光,場景模式曝光曝光補償-2.0EV-+2.0EV,0.3EV級調(diào)節(jié)測光方式評價測光,中央重點平均測光,點測光場景模式肖像,風(fēng)景,焰火,水下,戶內(nèi),夜景,植物,雪景,沙灘,小孩或?qū)櫸?夜晚快照短片拍攝功能有聲短片拍攝功能,AVI(MotionJPEG),640×480(30fps,15fps),320×240(60fps,30fps,15fps),160×120(15fps)拍攝技術(shù)參數(shù)機器視覺測量技術(shù)其它參數(shù)存儲介質(zhì)MMC卡,SD卡,隨機附帶32MSD卡數(shù)據(jù)接口USB2.0接口,AV接口電池4節(jié)5號電池重量235g尺寸105×66×49mm配件4節(jié)AA堿性電池,32MSD卡,USB連線,AV連線,腕帶,光盤其它性能支持PictBridge直接打印功能機器視覺測量技術(shù)分辨率1600×1280,1024×768,640×480.色彩深度：專業(yè)的達到36位或24位。主要性能：3.焦距：光學(xué)變焦，數(shù)碼變焦.4.光圈快門：快門1/5000～16s廣角光圈f2.5～f16；長焦光圈f3.8～f24.5.圖像存儲：內(nèi)置存儲卡JPG格式.6.取景器:觀看拍攝效果和編輯修改（液晶）.7.接口功能：RS232、SCSI、USB、1394接口.8.其他功能：自動測光、自動調(diào)焦、自動閃光、自拍.機器視覺測量技術(shù)彩色CCD1、單管CCD彩色攝像機機器視覺測量技術(shù)2、三管CCD彩色攝像機分光棱鏡>>三色>>3CCD接收>>

RGB信號柵狀濾色器>>三色>>3CCD接收>>

RGB信號（液晶顯示器）機器視覺測量技術(shù)特種CCD圖像傳感器1、微光CCD圖像傳感器（多幀積累）直視夜視儀:微光透視圖像傳感器特點：便于圖像處理，實現(xiàn)遠距傳輸或遙控，實現(xiàn)自動控制直接用于制導(dǎo)、錄像并長期保存。機器視覺測量技術(shù)2、紅外CCD圖像傳感器:主動紅外電視攝像：紅外光源+紅外攝像器件（CCD）紅外變像管：把不可見的紅外線轉(zhuǎn)變成可見光。機器視覺測量技術(shù)3、X光CCD圖像傳感器:醫(yī)療影像＋工業(yè)探測(小劑量X光照射,圖像遠程傳輸)斷骨增高蘭花指機器視覺測量技術(shù)五、常用圖像文件格式BMP840K

GIF24K

JPG40K

TIF840K機器視覺測量技術(shù)六、照明系統(tǒng)設(shè)計照明系統(tǒng)設(shè)計的基本因素：1、鏡頭的視場：被測物尺寸>>鏡頭視場>>最佳照明（照亮整個視場）2、照明系統(tǒng)與工作間距：鏡頭到工作距離>>照明系統(tǒng)到工作間距>>光源到工作距離3、工件形貌：工作表面形狀、平坦度、粗糙度、顏色4、成像物鏡匹配：針對確定的成像物鏡進行光源設(shè)計>>劃痕、缺陷、印紋等能被清晰顯現(xiàn)。5、照度自配：根據(jù)CCD的光敏面動態(tài)響應(yīng)范圍確定合適的像面照度。機器視覺測量技術(shù)光纖鹵素?zé)舾哳l熒光燈LED光源壽命(h)1000300030000亮度亮暗較亮伺服速度慢慢快形狀自由度小自由度小自由度大顏色色單調(diào)色單調(diào)色彩豐富特性光亮、色溫不變用作光纖導(dǎo)光擴散性好大面積均勻照明可變波長,成本低,耗電少機器視覺測量技術(shù)激光光源：

方向性強，單色性好相干信號，光亮度高。半導(dǎo)體激光光源：體積小，效率高，工作電壓低，多波長。機器視覺測量技術(shù)1、直接型

沐光方