機(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)2圖像采集課件

第二章圖像采集和量化機(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)1ppt精選版1.線性響應(yīng)：輸入物理信號(hào)的強(qiáng)度與輸出響應(yīng)信號(hào)的強(qiáng)度之間關(guān)系是否線性。2.靈敏度：絕對(duì)靈敏度用能拾測(cè)到的最小光子數(shù)表示。相對(duì)靈敏度用能使輸出發(fā)生一級(jí)變化所需光子數(shù)表示。一.采集裝置的性能指標(biāo)機(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)2ppt精選版3.信噪比：所采集的圖像中有用信號(hào)與無用干擾的（能量或強(qiáng)度）比值。4.陰影（不均勻度）：輸入物理信號(hào)為常數(shù)而輸出的數(shù)字形式不為常數(shù)的現(xiàn)象。機(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)3ppt精選版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(duì)不同頻率輻射的相對(duì)靈敏度。7.快門速度：采集拍攝時(shí)間。8.讀取速度：信號(hào)數(shù)據(jù)從敏感單元讀取的速率。機(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)4ppt精選版面陣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(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)5ppt精選版3、動(dòng)態(tài)范圍：輸出信號(hào)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(shí)測(cè)時(shí)產(chǎn)生的噪聲.4、暗電流：正常工作時(shí)，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(shí)留下的剩余電荷量產(chǎn)生.機(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)6ppt精選版7、填充系數(shù)：電敏感區(qū)域占整個(gè)矩陣面的比例.6、分辨率：面陣CCD，只評(píng)價(jià)其水平分辨率，用電視線數(shù)的評(píng)價(jià)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(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)7ppt精選版三、CCD相機(jī)分類:

①彩色相機(jī)黑白相機(jī)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(jī).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(jī).機(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)8ppt精選版機(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)9ppt精選版CCD相機(jī)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(hào)）電源同步（電源完成垂直同步）2.自動(dòng)增益控制：CCD信號(hào)的視頻放大器，對(duì)不同照度而隨之改變?cè)鲆?，可使相機(jī)在較大的光照范圍內(nèi)進(jìn)行工作。機(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)10ppt精選版3.背光補(bǔ)償：自動(dòng)補(bǔ)償（AGC）以整個(gè)視場(chǎng)平均值來確定（亮背景，暗前景）啟動(dòng)背光補(bǔ)償，則AGC只對(duì)前景視場(chǎng)求平均確定增益.4.電子快門：CCD僅輸出快門開啟時(shí)的光電荷信號(hào)，其余時(shí)間則被泄放。最短電子快門為1/1000S.機(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)11ppt精選版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(jī)）：對(duì)景物圖像進(jìn)行色溫補(bǔ)償，分為自動(dòng)調(diào)節(jié)和手動(dòng)調(diào)節(jié)兩種。機(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)12ppt精選版7.CCD相機(jī)接口光學(xué)接口：C、CS后焦距17.52F46.5信號(hào)接口：RS422：雙絞線，相機(jī)具有110歐終端負(fù)載。CameraLink：控制信號(hào)、視頻信號(hào)、串行通訊。LVDS（低振幅差分信號(hào)）：低電壓和低電壓驅(qū)動(dòng)實(shí)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(tái)設(shè)備(直連電腦)。機(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)13ppt精選版圖像>>鏡頭>>CCD>>A/D>>數(shù)字信息存儲(chǔ).以一系列的二進(jìn)制數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)的圖像存儲(chǔ)方式把所攝圖像存放在機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)器，并通過專用接口與通用計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)，實(shí)現(xiàn)圖像傳輸和計(jì)算機(jī)處理的功能。分辨率高達(dá)3060×2036.四、彩色數(shù)碼相機(jī)機(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)14ppt精選版基本參數(shù)型號(hào)PowerShotA620上市時(shí)間價(jià)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(dòng)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(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)15ppt精選版?zhèn)鞲衅黝愋虲CD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(dòng),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(jī)身閃光燈內(nèi)置閃光燈,模式:自動(dòng),強(qiáng)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(dòng)曝光模式自動(dòng)曝光,程序曝光,快門優(yōu)先曝光,光圈優(yōu)先曝光,手動(dòng)曝光,場(chǎng)景模式曝光曝光補(bǔ)償-2.0EV-+2.0EV,0.3EV級(jí)調(diào)節(jié)測(cè)光方式評(píng)價(jià)測(cè)光,中央重點(diǎn)平均測(cè)光,點(diǎn)測(cè)光場(chǎng)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(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)16ppt精選版其它參數(shù)存儲(chǔ)介質(zhì)MMC卡,SD卡,隨機(jī)附帶32MSD卡數(shù)據(jù)接口USB2.0接口,AV接口電池4節(jié)5號(hào)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(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)17ppt精選版分辨率1600×1280,1024×768,640×480.色彩深度：專業(yè)的達(dá)到36位或24位。主要性能：18ppt精選版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(zhǎng)焦光圈f3.8～f24.5.圖像存儲(chǔ)：內(nèi)置存儲(chǔ)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(dòng)測(cè)光、自動(dòng)調(diào)焦、自動(dòng)閃光、自拍.機(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)19ppt精選版彩色CCD1、單管CCD彩色攝像機(jī)機(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)20ppt精選版2、三管CCD彩色攝像機(jī)分光棱鏡>>三色>>3CCD接收>>

RGB信號(hào)柵狀濾色器>>三色>>3CCD接收>>

RGB信號(hào)（液晶顯示器）機(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)21ppt精選版特種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(diǎn)：便于圖像處理，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距傳輸或遙控，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制直接用于制導(dǎo)、錄像并長(zhǎng)期保存。機(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)22ppt精選版2、紅外CCD圖像傳感器:主動(dòng)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(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)23ppt精選版3、X光CCD圖像傳感器:醫(yī)療影像＋工業(yè)探測(cè)(小劑量X光照射,圖像遠(yuǎn)程傳輸)斷骨增高蘭花指機(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)24ppt精選版五、常用圖像文件格式BMP840K

GIF24K

JPG40K

TIF840K機(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)25ppt精選版六、照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本因素：1、鏡頭的視場(chǎng)：被測(cè)物尺寸>>鏡頭視場(chǎng)>>最佳照明（照亮整個(gè)視場(chǎng)）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(duì)確定的成像物鏡進(jìn)行光源設(shè)計(jì)>>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(dòng)態(tài)響應(yīng)范圍確定合適的像面照度。機(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)26ppt精選版光纖鹵素?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(kuò)散性好大面積均勻照明可變波長(zhǎng),成本低,耗電少機(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)27ppt精選版激光光源：

方向性強(qiáng)，單色性好相干信號(hào)，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(zhǎng)。機(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)28ppt精選版1、直接型

沐光方式

常用照明方式

29ppt精選版聚光方式

線型，匯聚光束照明

機(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)30