机器视觉基本原理.ppt

编辑课件 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 机器视觉系统原理及基础知识 主讲人： 王亚鹏 2005.10 中国大恒（集团）有限公司北京图像视觉技术分公司 机器视觉系统基本原理 照明光源 镜头 工业摄像机 图像采集/处理卡 图像处理系统 第1章 机器视觉系统基本原理 1.1 机器视觉系统的原理 1.2 机器视觉系统与人的视觉的对比 1.3 机器视觉系统的构成 1.1 机器视觉系统的原理 机器视觉系统的目的就是给机器或自动生产线添加一套视觉系统，其原理是由计算机或图像处理器以及相关设备来模拟人的视觉行为，完成得到人的视觉系统所得到的信息。人的视觉系统是由眼球、神经系统及大脑的视觉中枢构成，计算机视觉系统则是由图像采集系统、图像处理系统及信息综合分析处理系统构成。 1.1 机器视觉系统的原理 图像处理技术 彩色图像转换技术 图像分割技术 模式识别技术 数学形态学方法 专家系统及人工智能技术 视觉神经网络技术 小波分析技术 分形学方法 1.2 机器视觉系统与人的视觉的对比 人类视觉 机器视觉 适应性 适应性强，可在复杂及变化的环境中识别目标 适应性差，容易受复杂背景及环境变化的影响 智能 具有高级智能，可运用逻辑分析及推理能力识别变化的目标，并能总结规律 虽然可利用人工智能及神经网络技术，但智能很差，不能很好地识别变化的目标 彩色识别能力 对色彩的分辨能力强，但容易受人的心理影响，不能量化 受硬件条件的制约，目前一般的图像采集系统对色彩的分辨能力较差，但具有可量化的优点 灰度分辨力 差，一般只能分辨64个灰度级 强，目前一般使用256灰度级，采集系统可具有10bit、12bit、16bit等灰度级 空间分辨力 分辨率较差，不能观看微小的目标 目前有4K×4K的面阵摄像机和8K的线阵摄像机，通过备置各种光学镜头，可以观测小到微米大到天体的目标 速度 0.1秒的视觉暂留使人眼无法看清较快速运动的目标 快门时间可达到10微妙左右，高速像机帧率可达到1000以上，处理器的速度越来越快 感光范围 400nm-750nm范围的可见光 从紫外到红外的较宽光谱范围，另外有X光等特殊摄像机 环境要求 对环境温度、湿度的适应性差，另外有许多场合对人有损害 对环境适应性强，另外可加防护装置 观测精度 精度低，无法量化 精度高，可到微米级，易量化 其它 主观性，受心理影响，易疲劳 客观性，可连续工作 1.3 机器视觉系统的构成 照明光源 镜头 工业摄像机 图像采集/处理卡 图像处理系统 其它外部设备 第2章 照明光源 2. 照明光源 在我国国家标准GB 5698－85中，颜色定义为：“色是光作用于人眼引起除形象以外的视觉特性”。既：颜色是一种光学现象，是光刺激人眼的结果，有光才有色。彩色也是一种心理感觉，它与照明光源的辐射能力分布及观看者的视觉生理结构有关。人眼可以感知的光谱范围为380nm-780nm，但人感知一个物体的颜色一般是指在日光照明的环境下所显示的色彩，