機(jī)器視覺(jué)相關(guān)技術(shù)

2022-10-26 11:58:10 精質(zhì)視覺(jué)

　　1、圖像采集技術(shù)——機(jī)器視覺(jué)的基礎(chǔ)：

　　圖像采集部分一般由光源、鏡頭、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)和圖像采集卡構(gòu)成。采集過(guò)程可簡(jiǎn)單描述為在光源提供照明的條件下，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)拍攝目標(biāo)物體并將其轉(zhuǎn)化為圖像信號(hào)，最后通過(guò)圖像采集卡傳輸給圖像處理部分。

　　在設(shè)計(jì)圖像采集部分時(shí)，要考慮到多方面的問(wèn)題，主要是關(guān)于數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、圖像采集卡和光源方面的問(wèn)題。

　　(1)光源照明：

　　照明是影響機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)輸入的重要因素，其直接影響輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量和應(yīng)用效果。到目前為止，還未有哪種機(jī)器視覺(jué)照明設(shè)備能通用各種應(yīng)用，因此在實(shí)際應(yīng)用中，需針對(duì)應(yīng)用選擇相應(yīng)的照明設(shè)備以滿足特定需求。

　　照明系統(tǒng)按其照射方法可分為:背向照明、前向照明、結(jié)構(gòu)光和頻閃光照明等。其中，背向照明是指將被測(cè)物放在光源和攝像機(jī)之間，以提高圖像的對(duì)比度。前向照明是光源和攝像機(jī)位于被測(cè)物的同側(cè)，其優(yōu)點(diǎn)是便于安裝。

　　結(jié)構(gòu)光照明是將光柵或線光源等投射到被測(cè)物上，并根據(jù)其產(chǎn)生的畸變，調(diào)出被測(cè)物的三維信息。頻閃光照明是將高頻率的光脈沖照射到物體上，攝像機(jī)拍攝要求與光源同。

　　(2)光學(xué)攝像頭：

　　光學(xué)攝像頭的任務(wù)就是進(jìn)行光學(xué)成像，一般在測(cè)量領(lǐng)域都用專門(mén)的用于測(cè)量的攝像鏡頭，因?yàn)槠鋵?duì)成像質(zhì)量有著關(guān)鍵性的作用。

　　攝像頭需要注意的一個(gè)問(wèn)題是畸變。這個(gè)就需要使用相應(yīng)的畸變校正方法，目前也開(kāi)發(fā)出了很多自動(dòng)畸變自動(dòng)校正系統(tǒng)。

　　(3)CCD 攝像機(jī)及圖像采集卡:

　　CCD( Charge Coupled Device) 攝像機(jī)及圖像采集卡共同完成對(duì)目標(biāo)圖像的采集與數(shù)字化。目前 CCD，CMOS等固體器件的應(yīng)用技術(shù)，線陣圖型敏感器件，像元尺寸不斷減小，陣列像元數(shù)量不斷增加，像元電荷傳輸速率也得到大幅提高。

　　在基于PC機(jī)的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中，圖像采集卡是控制攝像機(jī)拍照來(lái)完成圖像的采集與數(shù)字化，并協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的重要設(shè)備。

　　圖像采集卡直接決定了攝像頭的接口為：黑白、彩色、模擬、數(shù)字等形式。

　　2、圖像處理與分析——機(jī)器視覺(jué)的核心:

　　用于機(jī)器視覺(jué)的圖像處理與分析方法的核心是，解決目標(biāo)的檢測(cè)識(shí)別問(wèn)題。當(dāng)所需要識(shí)別的目標(biāo)比較復(fù)雜時(shí)，就需要通過(guò)幾個(gè)環(huán)節(jié)，從不同的側(cè)面綜合來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別提取的時(shí)候，首先是要考慮如何自動(dòng)地將目標(biāo)物從背景中分離出來(lái)。目標(biāo)物提取的復(fù)雜性一般就在于目標(biāo)物與非目標(biāo)物的特征差異不是很大，在確定了目標(biāo)提取方案后，就需要對(duì)目標(biāo)特征進(jìn)行增強(qiáng)。

　　軟件部分主要用來(lái)完成算法中并不成熟又較復(fù)雜或需不斷完善改進(jìn)的部分。這一方面提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，同時(shí)又降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度。