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CCD 自动机检测设备的工作原理
CCD 自动化检测就是利用机器代替人眼来作各种测量和判断。
CCD 视觉系统的组成
该系统综合了光学、机械、电子、计算机软硬件等方面的技尸涉及到计算机、图像处理、模式
识别、人工智能、信号处理、光机电一体化等多个领域。包括数字图像处理技术、光学成像技术、
传感器技术、模拟与数字视频技术、计算机软硬件技术、人机接口技术等。
ccd 检测原理
嵌入式中央控制及工业级图像高速传输控制技术,基于 CCD/CMOS 与 DSP/FPGA 的图像识
别与处理技术,成功建立了光电检测系统。应用模糊控制的精选参数自整定技术,使系统具有对精
确检测的自适应调整,实现产品的自动分选功能。
光电检测系统主要通过检测被检物的一些特征参数 (灰度分布,RGB 分值等),从而将缺陷信息从
物体中准确地识别出来,通过后续的系统进行下一步操作,主要分为以下几部分 CCD/CMOS 图像
采集部分系统图像数据采集处理板中光信号检测元件 CCD/CMOS 采用进 口的适合于高精度检测的
动态分析单路输出型、实际数据输出速率为 320MB/s 的面阵CCD/CMOS 。像素分别为 4000*3000
和 1600*1200 ,帧率达到 10FPS 。使用 CCD/CMOS 作为输入图像传感器,从而实现了图像信息
从空间域到时间域的变换。为了所需的检测精度,需要合理的分辨率。根据被检测产品的大小,初
步确定系统设计分辨率为像素为 0.2mm 。将 CCD/CMOS 接收的光强信号转换成电压幅值,再经
过 A/D 转换后由 DSP/ FPGA 芯片进行信号采集,即视频信号的量化处理过程
图像采集处理过程
数据处理部分:
在 自动检测中,是利用基于分割的图像匹配算法来进行图像的配对为基础的。图像分割的任务
是将图像分解成互不相交的一些区域,每一个区域都满足特定区域的一致性,且是连通的,不同的
区域有某种差异性。分割后根据每个区域的特征来进行图像匹配,基于特征的匹配方法一般分为四
个步骤:特征检测、建立特征描述、特征匹配、利用匹配的“特征对”求取图像配准模型参数。
CCD 基本原理
电荷耦合器件(Charge Coupled Devices),简称CCD ,是贝尔实验室的W.S.Boyle 和
G.E.Smith 于 1970 年发明的,由于它有光电转换、信息存储、延时和将电信号按顺序传送等功
能,且集成度高、功耗低,因此随后得到飞速发展,是图像采集及数字化处理必不可少的关键器
件,广泛应用于科学、教育、医学、商业、工业、军事和消费领域。
CCD 传感器的基本原理
CCD 的最基本单元:MOS 电容器是构成CCD 的最基本单元是,它是金属—氧化物—半导体
(MOS )器件中结构最为简单的。
MOS 电容器
①信号电荷的产生:CCD 工作过程的第一步是电荷的产生。CCD 可以将入射光信号转换为
电荷输出,依据的是半导体的内光电效应(也就是光生伏特效应)。
②信号电荷的存储:CCD 工作过程的第二步是信号电荷的收集,就是将入射光子激励出的
电荷收集起来成为信号电荷包的过程。
③信号电荷的传输 (耦合):CCD 工作过程的第三步是信号电荷包的转移,就是将所收集
起来的电荷包从一个像元转移到下一个像元,直到全部电荷包输出完成的过程。
④信号电荷的检测:CCD 工作过程的第四步是电荷的检测,就是将转移到输出级的电荷转
化为电流或者电压的过程。
输出类型,主要有以下三种:
1)电流输出
2)浮置栅放大器输出
3)浮置扩散放大器输出
CCD 工作过程示意图
CCD 的MOS 结构
CCD 图像传感器是按一定规律排列的MOS (金属—氧化物—半导体)电容器组成的阵列。在
P 型或N 型硅衬
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