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CCD视觉系统(像素)和基础知识

时间:2023-05-10 09:49:57 来源: 点击:

  

  1、图像传感器的四大用途

  2、有关拍摄元件CCD

  数码相机的结构与传统的薄膜相机(模拟相机)基本相同。不同的是,在数码相机中使用被称为CCD的光电转换元件来代替薄膜,而图像则被用作数字信息。

  CCD就是相当于模拟相机的胶片,那么它是如何将图像转换成数字信号的呢?

  CCD是英语ChargeCoupledDevice(电荷藕合元件)的缩写,是一种半导体元件,它将图像转换成电信号。大小约1厘米长,宽度约1厘米,小像素排列在类似棋盘的格子上。(pixel)构成。

  用相机拍摄风景时,拍摄对象发出的光通过镜头显示在CCD上。当光线到达CCD的某个像素时,会根据光线的强度产生相应的电荷。通过将电荷的大小读取为电信号,可以获得每个像素上光的强度(浓度值)。

  换句话说,每一个像素都是一个传感器(光电二极管),可以检测光强度。所谓200万像素CCD,就是一个由200万光电二极管组成的组合。

  当检测位置和物体尺寸已经确定时,使用光电传感器可以检测该位置是否存在物体。但是,在生产线上不确定位置,工件尺寸不同,或者不仅仅是检查工件是否存在,而是在测量工件尺寸和尺寸时,使用光电传感器远远不够。

  CCD是数十万-数百万个传感器的组合;

  使用CCD可以实现一个传感器无法实现的多种检验/检验目标。

  3、像素数据在视觉系统中的应用方法

  如前所述,CCD的每个像素都可以检测光强度并数字化,视觉系统可以通过使用数十万到数百万的数据来实现。不知道大家能不能理解。

  以下将简要说明每个像素将光强度传递给控制器作为什么样的数据,以及控制器如何处理这些数据。

  (1)每个类似的数据(以最常见的黑白相机为例)

  大多数图像传感器可以根据光强度将数据分为256个等级(8位)。黑色(全黑)的数值在最基本的黑白处理中为“0”,白色(白色)的数值为“255”,其他两者之间的颜色根据光强度转换为其他数值。换句话说,CCD的每个像素都有一个数值位于“0”(全黑)和“255”(白色)之间。例如,对于黑色和白色各占一半的灰色,它们的数值是“127”。

  CCD图像数据是构成CCD各像素的数据集合。像素数据用256级深浅数据表示。

  眼睛的中心部分是黑色的,周围部分是淡的,所以中心部分的数值是“30”,周围部分的数值是“90”。

  图像数据的每个像素都可以用0~255中的某个值来表示。所谓视觉系统,就是按照下例所示的计算公式计算每个像素,然后在图像上找到特征。

  例1:损伤/缺乏检查

  将检测区域分成多个分割(数像素角),计算每个分割的平均浓度(0~255),然后进行比较。浓度值超过一定值的区域被视为损坏或缺乏。

  计算4像素角分割的平均值,然后与周围环境进行比较。如上图所示,在红色分割中检测到损伤。

  4、总结

  通过拍摄元件CCD中各像素的256级浓度数据,视觉系统器可以检测面积(即像素数量)、位置(即浓度变化点)和损伤(浓度变化量)等。视觉系统器可以通过高像素(增加信息量)和高速(更有利于生产线的工作)更好地应用于各种生产活动。


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