机器视觉系统原理及基础知识（参考）.ppt

3. 镜头－有关镜头的基本概念 3. 镜头－有关镜头的基本概念 焦距（F）： 视场角： 物距： 像距： 光圈：一般用口径系数f表示，指镜头口径与焦距之比，f/2.8即指1:2.8 景深（DOF）：在焦点前后各有一个容许弥散圆，这两个弥散圆之间的距离就叫景深，即：在被摄主体(对焦点)前后，其影像仍然有一段清晰范围的，就是景深。 分辨力：指能分清楚物体的能力，单位LP/mm（Line pairs/Milimeter） 快门，决定曝光时间 数值孔径，Numerical Aperture (NA) 基本放大倍数(光学放大倍数），Primary Magnification (PMAG) 调制传递函数（MTF），MTF好的镜头有利于低对比度景物的再现，拍出的图像层次丰富、细节明显、质感细腻。 畸变：也叫失真 3. 镜头－有关镜头的基本概念 3. 镜头－有关镜头的基本概念 3. 镜头－常见光学镜头的种类 按光学放大倍率及焦距划分 显微镜： 体视显微镜、生物显微镜、金相显微镜、测量显微镜 常规镜头： 鱼眼镜头：6-16mm 超广角：17-21mm 广角：24-35mm 标头：45-75mm 长焦：150-300mm 超长焦：300mm以上 特殊镜头： 微距镜头 远距镜头 远心镜头 红外镜头 紫外镜头 3. 镜头－常见光学镜头的种类 按其它性能划分 固定焦距镜头 变焦镜头 自动变焦 手动变焦 不同接口方式的镜头 C接口（后截距17.526mm） CS接口（后截距12.5mm） F接口（尼康口） M42 其它：哈苏、徕卡、AK 3. 镜头－各种镜头常用配件 近拍接圈 偏振镜 滤色片 UV镜 雷登镜 增温镜 各色滤镜 带通滤镜 增倍镜 分光镜 棱镜 第4章 工业摄像机 4. 工业摄像机 按不同芯片类型划分： CCD摄像机，CCD称为电荷耦合器件，CCD实际上只是一个把从图像半导体中出来的电子有组织地储存起来的方法。 CMOS摄像机，CMOS称为“互补金属氧化物半导体”，CMOS实际上只是将晶体管放在硅块上的技术，没有更多的含义。CMOS可以将光敏元件、放大器、A/D转换器、存储器、数字信号处理器和计算机接口控制电路集成在一块硅片上，具有结构简单、处理功能多、速度快、耗电低、成本低等特点。 4. 工业摄像机 但是不论CCD或者CMOS对于图像感应都没有用，真正感应的传感器称做“图像半导体”，CCD和CMOS传感器实际使用的都是同一种传感器“图像半导体”，图像半导体是一个P N结合半导体，能够转换光线的光子爆炸结合处成为成比例数量的电子。电子的数量被计算信号的电压，光线进入图像半导体得越多，电子产生的也越多，从传感器输出的电压也越高。 4. 工业摄像机 CMOS摄像机存在成像质量差、像敏单元尺寸小、填充率低等问题，1989年后出现了“有源像敏单元”结构，不仅有光敏元件和像敏单元的寻址开关，而且还有信号放大和处理等电路，提高了光电灵敏度、减小了噪声，扩大了动态范围，使得一些参数与CCD摄像机相近，而在功能、功耗、尺寸和价格方面要优于CCD，逐步得到广泛的应用。 4. 工业摄像机 按输出图像信号格式划分 模拟摄像机 PAL（黑白为CCIR），中国，625行，50场 NTSC（黑白为EIA），日本，525行，60场 SECAM S-VIDEO 分量传输 数字摄像机 IEEE1394 USB2.0 DCOM3 RS-644 LVDS Channel Link Camera Link 千兆网 4. 工业摄像机 按像素排列方式划分 面阵摄像机 黑白摄像机 采用BAYER转化的单片相机 3CCD彩色摄像机（分光棱镜） 线阵摄像机 黑白摄像机 3Line彩色摄像机 3CCD彩色摄像机（分光棱镜） 4.工业摄像机－3CCD 4.工业摄像机－3Line CCD 4.工业摄像机－BAYER转换 4. 工业摄像机－主要参数 分辨率 帧率/行频 成像灵敏度 靶面尺寸 快门速度 光谱响应特性 白平衡 外同步与外触发 第5章 图像采集/处理卡 5. 图像采集/处理卡 5.1图像采集卡的主要功能： A/D转换 图像传输 图像采集控制 图像处理（FPGA、DSP） 5. 图像采集/处理卡 模拟量图像采集卡: 标准视频信号采集: PAL、NTSC 非标准视频信号采集 数字量图像采集卡 IEEE1394卡 RS-644 LVDS Channel Link LVDS Camera Link LVDS 千兆网图像传输卡/传输器 第6章 图像处理系统 6. 图像处理系统 图像处理系统或计算机的作用是执行图像处理及分析软件，调用根据检测功能所特殊设计的一系列图像处理及分析算法模块，对图像数据进行复杂的计算和处理，最终得到系统设计所需要的信息，然后通过