机器视觉测量技术2图像采集

第二章图像采集和量化机器视觉测量技术1.线性响应：输入物理信号的强度与输出响应信号的强度之间关系是否线性。2.灵敏度：绝对灵敏度用能拾测到的最小光子数表示。相对灵敏度用能使输出发生一级变化所需光子数表示。一.采集装置的性能指标机器视觉测量技术3.信噪比：所采集的图像中有用信号与无用干扰的（能量或强度）比值。4.阴影（不均匀度）：输入物理信号为常数而输出的数字形式不为常数的现象。机器视觉测量技术5.象素形状：一般为正方形，但也有其它形状。6.频谱灵敏度：对不同频率辐射的相对灵敏度。7.快门速度：采集拍摄时间。8.读取速度：信号数据从敏感单元读取的速率。机器视觉测量技术面阵CCD的基本特性参数：1、光电转移特性：光电转换因子γ，一般99.7﹪。2、光谱响应二.电荷耦合器件CCD线阵CCD面阵CCD.（帧转移型，隔列转移型，线转移型）机器视觉测量技术3、动态范围：输出信号峰值电压与均方根噪声电压之比.噪声源：电荷注入器件引起的噪声.电荷转移过程中，电荷量变化引起的噪声.实测时产生的噪声.4、暗电流：正常工作时，MOS电容处于未饱和的非平衡状态，由于热激发产生的少量载流子使系统趋向平衡.5、拖影：由寄存器电荷移位时留下的剩余电荷量产生.机器视觉测量技术7、填充系数：电敏感区域占整个矩阵面的比例.6、分辨率：面阵CCD，只评价其水平分辨率，用电视线数的评价方法.─在一幅图像上，在水平方向能够分辨出的黑白条数.机器视觉测量技术三、CCD相机分类:

①彩色相机黑白相机②按灵敏度分：普通型(1-3lx),月光型(0.1lx),星光型(0.01lx),红外.③按CCD灵敏度尺寸分:1/4,1/3,1/2,1inch相机.④按扫描方式：有面扫描和线扫描方式.面扫描又分为逐行扫描和隔行扫描。⑤按同步方式：内同步,外同步功能相机.机器视觉测量技术机器视觉测量技术CCD相机主要功能调节1.同步方式选择：内同步外同步（外触发信号）电源同步（电源完成垂直同步）2.自动增益控制：CCD信号的视频放大器，对不同照度而随之改变增益，可使相机在较大的光照范围内进行工作。机器视觉测量技术3.背光补偿：自动补偿（AGC）以整个视场平均值来确定（亮背景，暗前景）启动背光补偿，则AGC只对前景视场求平均确定增益.4.电子快门：CCD仅输出快门开启时的光电荷信号，其余时间则被泄放。最短电子快门为1/1000S.机器视觉测量技术5.γ校正：光(L)>>CCD>>电(V)>>显示器>>光.要保持二次转换中的综合特性具有线性。

6.自平衡（仅用于彩色相机）：对景物图像进行色温补偿，分为自动调节和手动调节两种。机器视觉测量技术7.CCD相机接口光学接口：C、CS后焦距17.52F46.5信号接口：RS422：双绞线，相机具有110欧终端负载。CameraLink：控制信号、视频信号、串行通讯。LVDS（低振幅差分信号）：低电压和低电压驱动实现了低噪声和低功耗。IEEE1394：串行接口（Firewire）,400Mbps.不需要集线器就可以连接63台设备(直连电脑)。机器视觉测量技术图像>>镜头>>CCD>>A/D>>数字信息存储.以一系列的二进制数据和标准的图像存储方式把所摄图像存放在机内存储器，并通过专用接口与通用计算机联机，实现图像传输和计算机处理的功能。分辨率高达3060×2036.四、彩色数码相机机器视觉测量技术基本参数型号PowerShotA620上市时间价格2005年

2580元有效像素710万像素光学变焦倍数4倍光学变焦数码变焦倍数4倍数码变焦操作模式带全手动功能LCD液晶屏2.0英寸,可旋转液晶屏,约11.4万像素液晶显示屏机器视觉测量技术传感器类型CCD传感器传感器尺寸1/1.8英寸最大分辨率3072×2304光圈范围F2.8-F4.1白平衡模式自动,日光,阴天,钨丝灯,荧光灯,荧光灯_H,水下,自定义快门15-1/2500秒机身闪光灯内置闪光灯,模式:自动,强制,关闭,防红眼,慢速同步外接闪光灯支持外接闪光灯,佳能高能闪光灯ISO感光度50,100,200,400,自动曝光模式自动曝光,程序曝光,快门优先曝光,光圈优先曝光,手动曝光,场景模式曝光曝光补偿-2.0EV-+2.0EV,0.3EV级调节测光方式评价测光,中央重点平均测光,点测光场景模式肖像,风景,焰火,水下,户内,夜景,植物,雪景,沙滩,小孩或宠物,夜晚快照短片拍摄功能有声短片拍摄功能,AVI(MotionJPEG),640×480(30fps,15fps),320×240(60fps,30fps,15fps),160×120(15fps)拍摄技术参数机器视觉测量技术其它参数存储介质MMC卡,SD卡,随机附带32MSD卡数据接口USB2.0接口,AV接口电池4节5号电池重量235g尺寸105×66×49mm配件4节AA碱性电池,32MSD卡,USB连线,AV连线,腕带,光盘其它性能支持PictBridge直接打印功能机器视觉测量技术分辨率1600×1280,1024×768,640×480.色彩深度：专业的达到36位或24位。主要性能：3.焦距：光学变焦，数码变焦.4.光圈快门：快门1/5000～16s广角光圈f2.5～f16；长焦光圈f3.8～f24.5.图像存储：内置存储卡JPG格式.6.取景器:观看拍摄效果和编辑修改（液晶）.7.接口功能：RS232、SCSI、USB、1394接口.8.其他功能：自动测光、自动调焦、自动闪光、自拍.机器视觉测量技术彩色CCD1、单管CCD彩色摄像机机器视觉测量技术2、三管CCD彩色摄像机分光棱镜>>三色>>3CCD接收>>

RGB信号栅状滤色器>>三色>>3CCD接收>>

RGB信号（液晶显示器）机器视觉测量技术特种CCD图像传感器1、微光CCD图像传感器（多帧积累）直视夜视仪:微光透视图像传感器特点：便于图像处理，实现远距传输或遥控，实现自动控制直接用于制导、录像并长期保存。机器视觉测量技术2、红外CCD图像传感器:主动红外电视摄像：红外光源+红外摄像器件（CCD）红外变像管：把不可见的红外线转变成可见光。机器视觉测量技术3、X光CCD图像传感器:医疗影像＋工业探测(小剂量X光照射,图像远程传输)断骨增高兰花指机器视觉测量技术五、常用图像文件格式BMP840K

GIF24K

JPG40K

TIF840K机器视觉测量技术六、照明系统设计照明系统设计的基本因素：1、镜头的视场：被测物尺寸>>镜头视场>>最佳照明（照亮整个视场）2、照明系统与工作间距：镜头到工作距离>>照明系统到工作间距>>光源到工作距离3、工件形貌：工作表面形状、平坦度、粗糙度、颜色4、成像物镜匹配：针对确定的成像物镜进行光源设计>>划痕、缺陷、印纹等能被清晰显现。5、照度自配：根据CCD的光敏面动态响应范围确定合适的像面照度。机器视觉测量技术光纤卤素灯高频荧光灯LED光源寿命(h)1000300030000亮度亮暗较亮伺服速度慢慢快形状自由度小自由度小自由度大颜色色单调色单调色彩丰富特性光亮、色温不变用作光纤导光扩散性好大面积均匀照明可变波长,成本低,耗电少机器视觉测量技术激光光源：

方向性强，单色性好相干信号，光亮度高。半导体激光光源：体积小，效率高，工作电压低，多波长。机器视觉测量技术1、直接型

沐光方