1、會計學1機器視覺測量技術圖像采集機器視覺測量技術圖像采集機器視覺測量技術1.線性響應：輸入物理信號的強度與輸出響應信號的強度之間線性響應：輸入物理信號的強度與輸出響應信號的強度之間關系是否線性。關系是否線性。2.靈敏度：絕對靈敏度用能拾測到的最小光子數表示。靈敏度：絕對靈敏度用能拾測到的最小光子數表示。 相對靈敏度用能使輸出發生一級變化所需光子數表示。相對靈敏度用能使輸出發生一級變化所需光子數表示。一一. 采集裝置的性能指標第1頁/共35頁機器視覺測量技術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。度）比值。4.陰影（不

2、均勻度）：輸入物理信號為常數而輸出的數字形式陰影（不均勻度）：輸入物理信號為常數而輸出的數字形式不為常數的現象。不為常數的現象。第2頁/共35頁機器視覺測量技術5.象素形狀：一般為正方形，但也有其它形狀。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。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。快門速度：采集拍攝時間。8.讀取速度：信號數據從敏感單元讀取的速率。讀取速度：信號數據從敏感單元讀取的速率。第3頁/共35頁機器視覺測量技術面陣面陣CCDCCD的基本特性參數：的基本特性參數：1 1、光電轉移特性：光電轉換因子、光電轉移特性：光

3、電轉換因子，一般，一般99.799.7。2 2、光譜響應、光譜響應二二. 電荷耦合器件 CCD線陣線陣CCDCCD面陣面陣CCD.CCD.（幀轉移型，隔列轉移型，線轉移型）（幀轉移型，隔列轉移型，線轉移型）第4頁/共35頁機器視覺測量技術3 3、動態范圍：輸出信號峰值電壓與均方根噪聲電壓之比、動態范圍：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噪聲源：電荷注入器件引起的噪聲. . 電荷轉移過程中，電荷量變化引起的噪聲電荷轉移過程中，電荷量變化引起的噪聲. . 實測時產生的噪聲實測時產生的噪聲. .4 4、暗電流：正常工作時，、暗電流：正常工作時，MOSMOS電容處

4、于未電容處于未飽和的非平衡狀態，由于熱激發產生飽和的非平衡狀態，由于熱激發產生的少量載流子使系統趨向平衡的少量載流子使系統趨向平衡. .5 5、拖影：由寄存器電荷移位時留下的剩余電荷量產生、拖影：由寄存器電荷移位時留下的剩余電荷量產生. .第5頁/共35頁機器視覺測量技術7 7、填充系數：、填充系數：電敏感區域占整個矩陣面的比例電敏感區域占整個矩陣面的比例. .%100bbaaF6 6、分辨率：、分辨率：面陣面陣CCDCCD，只評價其水平分辨率，用電視線數的評價方法，只評價其水平分辨率，用電視線數的評價方法.在一幅圖像上，在水平方向能夠分辨出的黑白條數在一幅圖像上，在水平方向能夠分辨出的黑白條

5、數. .第6頁/共35頁機器視覺測量技術三、 CCD相機分類分類: 彩色相機彩色相機 黑白相機黑白相機按靈敏度分：按靈敏度分：普通型普通型(1-3lx),月光型月光型(0.1lx),星光型星光型(0.01lx),紅外紅外.按按CCD靈敏度尺寸分靈敏度尺寸分: 1/4 ,1/3,1/2 ,1 inch相機相機.按掃描方式：有面掃描和線掃描方式按掃描方式：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。面掃描又分為逐行掃描和隔行掃描。按同步方式：內同步按同步方式：內同步,外同步功能相機外同步功能相機.第7頁/共35頁機器視覺測量技術第8頁/共35頁機器視覺測量技術CCDCCD相機主要功能調

6、節相機主要功能調節1.1.同步方式選擇：內同步同步方式選擇：內同步 外同步（外觸發信號）外同步（外觸發信號） 電源同步（電源完成垂直同步）電源同步（電源完成垂直同步）2.2.自動增益控制：自動增益控制： CCDCCD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進行工作。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進行工作。第9頁/共35頁機器視覺測量技術3.3.背光補償：背光補償： 自動補償（自動補償（AGCAGC）以整個視場平均值來確定（亮背景，暗前景）啟動背光補償，則）以整個視場平均值來確定（亮背景，暗前景）啟動背光補償，則AGCAGC只

7、對前景視場求平均確定增益只對前景視場求平均確定增益. .4.4.電子快門：電子快門：CCDCCD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1/1000 S.1/1000 S.第10頁/共35頁機器視覺測量技術5.5.校正：校正：光光(L) CCD 電電(V) 顯示器顯示器 光光.要保持二次轉換中的綜合特性具有線性。要保持二次轉換中的綜合特性具有線性。 6.自平衡（僅用于彩色相機）：自平衡（僅用于彩色相機）：對景物圖像進行色溫補償，分為自動調節和手動調節兩種。對景物圖像進行色溫補償，分為自動調節和手動調節兩種。VL

8、 第11頁/共35頁機器視覺測量技術7.CCD7.CCD相機接口相機接口光學接口：光學接口：C C 、CS CS 后焦距后焦距17.52 F 46.517.52 F 46.5信號接口：信號接口：RS422RS422： 雙絞線，相機具有雙絞線，相機具有110110歐終端負載。歐終端負載。Camera LinkCamera Link：控制信號、視頻信號、串行通訊。：控制信號、視頻信號、串行通訊。LVDSLVDS（低振幅差分信號）：低電壓和低電壓驅動（低振幅差分信號）：低電壓和低電壓驅動 實現了低噪聲和低功耗。實現了低噪聲和低功耗。IEEE1394IEEE1394：串行接口（：串行接口（Firewi

9、reFirewire）,400Mbps.,400Mbps.不需不需要集線器就可以連接要集線器就可以連接6363臺設備臺設備( (直連電腦直連電腦) )。第12頁/共35頁機器視覺測量技術圖像圖像 鏡頭鏡頭 CCD A/D 數字信息存儲數字信息存儲.以一系列的二進制數據和標準的圖像存儲方式把以一系列的二進制數據和標準的圖像存儲方式把所攝圖像存放在機內存儲器，并通過專用接口與所攝圖像存放在機內存儲器，并通過專用接口與通用計算機聯機，實現圖像傳輸和計算機處理的通用計算機聯機，實現圖像傳輸和計算機處理的功能。功能。分辨率高達分辨率高達30602036.四、 彩色數碼相機第13頁/共35頁機器視覺測量技

10、術基本參數基本參數型型 號號PowerShot A620上市時間上市時間 價格價格2005年年 2580 元元有效像素有效像素710萬像素萬像素光學變焦倍數光學變焦倍數4倍光學變焦倍光學變焦數碼變焦倍數數碼變焦倍數4倍數碼變焦倍數碼變焦操作模式操作模式帶全手動功能帶全手動功能LCD液晶屏液晶屏2.0英寸英寸,可旋轉液晶屏可旋轉液晶屏,約約11.4萬像素液晶顯示屏萬像素液晶顯示屏第14頁/共35頁機器視覺測量技術傳感器類型傳感器類型CCD傳感器傳感器傳感器尺寸傳感器尺寸1/1.8英寸英寸最大分辨率最大分辨率30722304光圈范圍光圈范圍F2.8-F4.1白平衡模式白平衡模式自動自動,日光日光,

11、陰天陰天,鎢絲燈鎢絲燈,熒光燈熒光燈,熒光燈熒光燈_H,水下水下,自定義自定義快門快門15-1/2500秒秒機身閃光燈機身閃光燈內置閃光燈內置閃光燈,模式模式:自動自動,強制強制,關閉關閉,防紅眼防紅眼,慢速同步慢速同步外接閃光燈外接閃光燈支持外接閃光燈支持外接閃光燈,佳能高能閃光燈佳能高能閃光燈ISO感光度感光度50,100,200,400,自動自動曝光模式曝光模式自動曝光自動曝光,程序曝光程序曝光,快門優先曝光快門優先曝光,光圈優先曝光光圈優先曝光,手動手動曝光曝光,場景模式曝光場景模式曝光曝光補償曝光補償-2.0EV - +2.0EV, 0.3EV級調節級調節測光方式測光方式評價測光評價

12、測光,中央重點平均測光中央重點平均測光,點測光點測光場景模式場景模式肖像肖像,風景風景,焰火焰火,水下水下,戶內戶內,夜景夜景,植物植物,雪景雪景,沙灘沙灘,小孩或寵小孩或寵物物,夜晚快照夜晚快照短片拍攝功能短片拍攝功能有聲短片拍攝功能有聲短片拍攝功能, AVI(Motion JPEG), 640480(30fps, 15fps), 320240(60fps, 30fps, 15fps), 160120(15fps) 拍攝技術參數拍攝技術參數第15頁/共35頁機器視覺測量技術其它參數其它參數存儲介質存儲介質MMC卡卡,SD卡卡,隨機附帶隨機附帶32M SD卡卡數據接口數據接口USB 2.0接口

13、接口,AV接口接口電池電池4節節5號電池號電池重量重量235g尺寸尺寸1056649mm配件配件4節節AA堿性電池堿性電池,32M SD卡卡,USB連線連線,AV連線連線,腕帶腕帶,光盤光盤其它性能其它性能支持支持PictBridge直接打印功能直接打印功能第16頁/共35頁機器視覺測量技術1.分辨率分辨率16001280,1024768,640480.2.色彩深度：專業的達到色彩深度：專業的達到36位或位或24位。位。主要性能：主要性能：第17頁/共35頁機器視覺測量技術3.焦距：光學變焦，數碼變焦焦距：光學變焦，數碼變焦.4.光圈快門：光圈快門： 快門快門1/500016 s 廣角光圈廣角

14、光圈f2.5f16； 長焦光圈長焦光圈f3.8f24.5.圖像存儲：內置存儲卡圖像存儲：內置存儲卡 JPG格式格式 .6.取景器取景器:觀看拍攝效果和編輯修改（液晶）觀看拍攝效果和編輯修改（液晶）.7.接口功能：接口功能：RS232、SCSI、USB、1394接口接口.8.其他功能：自動測光、自動調焦、自動閃光、自拍其他功能：自動測光、自動調焦、自動閃光、自拍.第18頁/共35頁機器視覺測量技術彩色彩色CCD1、單管、單管CCD彩色攝像機彩色攝像機第19頁/共35頁機器視覺測量技術2、三管、三管CCD彩色攝像機彩色攝像機分光棱鏡分光棱鏡 三色三色 3CCD接收接收 RGB信號信號柵狀濾色器柵狀

15、濾色器 三色三色 3CCD接收接收 RGB信號信號 （液晶顯示器）（液晶顯示器）第20頁/共35頁機器視覺測量技術特種特種CCD圖像傳感器圖像傳感器1、微光、微光CCD圖像傳感器（多幀積累）圖像傳感器（多幀積累）直視夜視儀直視夜視儀: :微光透視圖像傳感器微光透視圖像傳感器特點：便于圖像處理，實現遠距傳輸或遙控，實現自動控制直接用于制導、錄像并長期保存。特點：便于圖像處理，實現遠距傳輸或遙控，實現自動控制直接用于制導、錄像并長期保存。第21頁/共35頁機器視覺測量技術2 2、紅外、紅外CCDCCD圖像傳感器圖像傳感器: :主動紅外電視攝像：主動紅外電視攝像：紅外光源紅外光源+ +紅外攝像器件（

16、紅外攝像器件（CCDCCD）紅外變像管：紅外變像管：把不可見的紅外線轉變成可見光。把不可見的紅外線轉變成可見光。第22頁/共35頁機器視覺測量技術3、X光光CCD圖像傳感器圖像傳感器:醫療影像工業探測醫療影像工業探測(小劑量小劑量X光照射光照射,圖像遠程傳輸圖像遠程傳輸)斷骨增高斷骨增高 蘭花蘭花指指第23頁/共35頁機器視覺測量技術五、 常用圖像文件格式BMP 840KGIF 24KJPG 40K TIF 840K第24頁/共35頁機器視覺測量技術六、 照明系統設計照明系統設計的基本因素：照明系統設計的基本因素：1、鏡頭的視場：被測物尺寸、鏡頭的視場：被測物尺寸鏡頭視場鏡頭視場 最佳照明（照

17、亮整個視場）最佳照明（照亮整個視場）2、照明系統與工作間距：鏡頭到工作距離、照明系統與工作間距：鏡頭到工作距離 照明系統到工作間距照明系統到工作間距 光源到工作距離光源到工作距離3、工件形貌：工作表面形狀、平坦度、粗糙度、顏色、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計、成像物鏡匹配：針對確定的成像物鏡進行光源設計劃痕、缺陷、印紋等能被清晰顯現。劃痕、缺陷、印紋等能被清晰顯現。5、照度自配：根據、照度自配：根據CCD的光敏面動態響應范圍確定合適的像面照度。的光敏面動態響應范圍確定合適的像面照度。第25頁/共35頁機器視覺測量技術光纖鹵素燈光纖鹵素燈高頻熒光燈高頻熒光燈LED光源光源壽命壽命(h)1000300030000亮度亮度亮亮暗暗較亮較亮伺服速度伺服速度 慢慢慢慢快快形狀形狀自由度小自由度小自由度小自由度小自由度大自由度大顏色顏色色單調色單調色單調色單調色彩豐富色彩豐富特性特性光亮、色溫不變光亮、色溫不變用作光纖導光用作光纖導光擴散性好擴散性好大面積均勻照明大面積均勻照明可變波長可變波長, ,成成本低本低, ,耗電少耗電少第26頁/共35頁機器視覺測量技術激光光源：激光