自動(dòng)化集成系統(tǒng)配套服務(wù)商-日弘智能今天為大家講講機(jī)器視覺(jué)中相機(jī)有哪些知識(shí)?機(jī)器視覺(jué)相機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)。

　　一、相機(jī)就是CCD嗎?

　　通常，我們把所有相機(jī)都叫作CCD，其實(shí)很可能正使用的是CMOS。CCD以及CMOS都稱(chēng)為感光元件，都是將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)的半導(dǎo)體元件。他們?cè)跈z測(cè)光時(shí)都采用光電二極管，但是在信號(hào)的讀取和制造方法上存在不同。

　　二、像素

　　所謂像素，是指圖像的最小構(gòu)成單位。電腦中的圖像，是通過(guò)像素(或者稱(chēng)為PIXEL)這一規(guī)則排列的點(diǎn)的集合進(jìn)行表現(xiàn)的。每一個(gè)點(diǎn)都擁有色調(diào)和階調(diào)等色彩信息，由此就可以描繪出彩色的圖像。

　　例如:液晶顯示器上會(huì)顯示[分辨率:1280X1024]等。這表示橫向的像素?cái)?shù)為1280，縱向的像素?cái)?shù)為1024。這樣的顯示器的像素總數(shù)即為280X1024=1,310720。由于像素?cái)?shù)越多，則越可以表現(xiàn)出圖像的細(xì)節(jié)因此也可以說(shuō)清晰度更高。

　　三、像素直徑

　　所謂像素直徑，是指每個(gè)CCD元件的大小，通常使用MM作為單位。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼f(shuō)，這個(gè)大小中包含了受光元件與信號(hào)傳送通路。(=像素間距，即某個(gè)像素的中心到鄰近一個(gè)像素的中心的距離。)。也就是說(shuō)，像素直徑與像素間距的值是一樣的。如果像素直徑較小，則圖像將通過(guò)較小的像素進(jìn)行描繪，因此可以獲得更加精細(xì)的圖像。可以通過(guò)像素直徑和有效像素?cái)?shù)，求出CCD元件的受光部的大小。

　　假設(shè)某個(gè)CCD元件的條件如下所示:有效像素?cái)?shù)···768X484像素直徑··84MMX98MM

　　則受光部的大小為

　　橫向768X84MM=64512MM

　　縱向484X98MM=47432MM

　　四，CCD的大小。

　　CCD感光元件的大小，一般分為采用英寸單位表示和采用APS-C大小等規(guī)格表示這2種方式。采用英寸表示時(shí)，該尺寸并不是拍攝的實(shí)際尺寸，而是相當(dāng)于攝像管的對(duì)角長(zhǎng)度。例如，1/2英寸的CCD表示「擁有相當(dāng)于1/2英寸的攝像管的拍攝范圍」。為什么如此計(jì)算呢，這是由于當(dāng)初制造CCD的目的就是用來(lái)代替電視機(jī)錄像機(jī)的攝像管的。當(dāng)時(shí)，由于想要繼續(xù)使用鏡頭等光學(xué)用品的需求比較強(qiáng)烈，由此就誕生了這種奇怪的規(guī)格。

　　五，快門(mén)速度。

　　表示CCD或CMOS感光元件中蓄積電荷的時(shí)間。如果快門(mén)速度為1/250，則蓄積光的時(shí)間為1/250秒。快門(mén)速度越快，則元件的受光量越少，相反如果快門(mén)速度越慢，則元件的受光量越多。也可以說(shuō)，快門(mén)速度將起到了調(diào)整光量的作用。關(guān)于快門(mén)速度和受光量(正確來(lái)說(shuō)應(yīng)該稱(chēng)為蓄積的電荷量)，存在以下的關(guān)系。

　　【例如】 如果將快門(mén)速度基準(zhǔn)定為 1/1000 秒(1 ms)，則

　　·快門(mén)速度變?yōu)?1/500 秒(2 ms)，則受光量變?yōu)?2 倍。

　　·快門(mén)速度變?yōu)?1/2000 秒(0.5 ms)，則受光量變?yōu)?1/2。

　　六，增益。

　　所謂增益，是指將圖像信號(hào)進(jìn)行電子增幅的過(guò)程。用于圖像處理的CCD中，配備了可以通過(guò)在暗處拍攝時(shí)增幅信號(hào)，從而看上去變得明亮的功能。另外，還配有根據(jù)拍攝對(duì)象的亮度自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整的增益控制功能等。

　　七，1D相機(jī)(線掃描相機(jī))

　　前面所有我們提到的像素呈矩陣排列的CCD即為覆蓋視覺(jué)檢測(cè)中99%應(yīng)用的面陣相機(jī)。

　　而線陣相機(jī)在長(zhǎng)度方向目前Z多有16K像素，但是寬度方向只有一個(gè)像素。通過(guò)移動(dòng)來(lái)獲取圖像。

　　相比于平面相機(jī)，線掃相機(jī)主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在兩個(gè)方面。

　　1，更高的分辨率。

　　2，成像質(zhì)量更高。(反光產(chǎn)品，柱狀體產(chǎn)品)

　　另外，對(duì)于布匹裝的連續(xù)監(jiān)測(cè)的產(chǎn)品，線掃描相機(jī)也非常方便

　　但是，相比于面陣相機(jī)，線掃描相機(jī)成本更高，安裝架設(shè)難度更高。同時(shí)，需要配合編碼器來(lái)配合觸發(fā)拍照，需要有這方面的Know-how。

　　最后，線掃描相機(jī)需要使用特殊的鏡頭和光源。

　　八，3D相機(jī)。

　　目前市面的3D相機(jī)根據(jù)成像原理不同，主要分為三種。

　　1，激光類(lèi)(Laser)

　　2，多目類(lèi)(Binocular Vision)

　　3，光柵類(lèi)(Strip Pattern)

　　1，激光類(lèi)(Laser)。

　　主要是通過(guò)三角反射原理，激光發(fā)生器投出激光束照在物體表面，反射回來(lái)的光線被CCD接受，然后建模成3D圖像。

　　激光掃描成像。

　　2，雙目類(lèi)。(Binocular Vision)

　　雙目立體視覺(jué)是指用兩臺(tái)性能相當(dāng)、位置固定的CCD攝像機(jī)，獲取同一景物的兩幅圖像，通過(guò)兩個(gè)攝像頭所獲取的二維圖像，來(lái)計(jì)算出景物的三維信息。在原理上比較類(lèi)似人類(lèi)的雙目視覺(jué)。組建一個(gè)完整的雙目立體視覺(jué)系統(tǒng)一般需要經(jīng)過(guò)攝像機(jī)標(biāo)定，圖像匹配，深度計(jì)算等步驟。

　　九，2.5D相機(jī)。

　　通過(guò)控制光源從不同角度照明，得到圖像凹凸信息產(chǎn)生的陰影圖像，而Z后合成計(jì)算得到3D信息的圖像(注：高度“Z”方向不能定量測(cè)量，所以叫2.5D)。

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