机器视觉_第9章_视觉系统实现.pptx

机器视觉：9.视觉系统的实现与应用

图像采集卡镜头机器视觉相机计算硬件平台机器视觉光源机器视觉软件

视觉系统的实现Part13基于PC的机器视觉系统构成光源相机镜头图像采集卡计算硬件平台视觉软件平台

机器视觉光源照明方式光源类型

1.1照明方式Part15光源的功能：照亮目标，提高亮度和对比度形成有利于图像处理的成像效果，降低系统的复杂性和对图像处理算法的要求减小或消除环境光干扰，保证图像稳定性，提高视觉处理的精度及效率

1.1照明方式Part16光源的关键要素：入射角光束方向性光谱光强均匀性

1.1照明方式Part17根据入射角度的照明方式分类：光源照明方式指的是照明设备如何放置和照射光线的方向和角度，它对于照明效果可产生重要的作用

1.1照明方式Part18明场照明——部分明场部分明场照明具有较小立体角，仅从单一方向（如点光源）或较小角度范围（如环形光源、条状光源）直接照射到物体上

1.1照明方式Part19明场照明——全明场同轴漫射照明方式全明场照明具有大立体角，从多个不同方向照射物体，可消除表面不平整时产生的阴影、遮挡等问题。为保证全方向、无反光的照明效果，采用漫射照明方式，物体表面照射相对均匀。全明场根据不同照明方式又可分为同轴漫射照明、球形漫射照明等

1.1照明方式Part110明场照明——全明场球形漫射照明方式球形漫射照明通过内部球形散射，可产生接近理想的漫射光，然后再投射到物体上。

1.1照明方式Part111明场照明——全明场面光源明方式?面光源采用大面积平面照射，光源前部加有扩散片，保证其投射光强均匀?

1.1照明方式Part112暗场照明暗场照明是相对于物体表面提供小于45°的低角度照明。。暗场照明应用于对表面部分有突起的部分的照明或表面纹理变化的照明。

1.1照明方式Part113背光照明暗场照明是相对于物体表面提供小于45°的低角度照明。。暗场照明应用于对表面部分有突起的部分的照明或表面纹理变化的照明。

1.1照明方式Part114不同照明方式下硬币成像对比

1.2光源类型Part115光源分类：按光源形状，机器视觉光源又可分为背光源、条形光源、环形光源、同轴光源按照颜色分类，常用的光源光色主要有白色、蓝色、红色、绿色、红外、紫外

1.2光源类型Part116常用形状光源的照明原理及主要应用场景

1.2光源类型Part117不同颜色光源的应用场景

机器视觉相机视觉传感器相机接口镜头接口

2.1视觉传感器Part219机器视觉相机工业相机作为机器视觉系统的核心组件之一，本质作用是将光信号转换成为有序的电信号。这一过程需要经过高速A/D转换，然后将数字信号传送到处理器中进行进一步的处理、分析和识别。

2.1视觉传感器Part220按照工作原理——CCDCMOSCCD芯片的工作原理是将转换成的电信号按顺序传送到一个共同输出结构，然后把电荷转换成电压，接着再将这些信号送到缓冲器并存储，其灵敏度较高、噪点低。CMOS芯片是将转化成电信号直接集成在芯片上，因此电子元件能够快速地读取成像数据，所以其读取速度较快且随着CMOS工艺和技术不断提升，其价格也相对低廉，在机器视觉行业中已占据主导地位。

2.1视觉传感器Part221按照结构特性——线阵相机面阵相机线阵传感器工作时类似于扫描仪，一行或多行像素进行循环曝光，在电脑上逐行生成一帧完整图像，扫描速度比较快。应用在特殊的需要移动的机器视觉成像场景，如大面积检测、高速检测、强反光检测以及印刷、纺织等行业。线阵传感器单帧成像图像传感器的扫描方式

2.1视觉传感器Part222按照结构特性——线阵相机面阵相机面阵相机传感器则是像素点按照矩阵排列，传感器曝光(行曝光或帧曝光)完成后直接输出一帧图像，可以应用与大多数机器视觉场景中面阵传感器单帧成像图像传感器的扫描方式

2.1视觉传感器Part223按照曝光形式——全局快门卷帘快门全局快门拍摄动态图像全局快门是指整个芯片的每行像素全部同时进行曝光，每一行像素的曝光开始和结束时间相同。曝光完成后，数据开始逐行读出，其相机传感器曝光、数据读出的时间长度一致，但结束数据读出的时刻不—致。全局快门相机则常常应用于动态场合。

2.1视觉传感器Part224按照曝光形式——全局快门卷帘快门卷帘快门拍摄动态图像卷帘快门是指芯片开始曝光的时候，每行均按照顺序依次开始曝光。第一行曝光结束后，便立即开始读出数据，数据完全读出后，下一行再开始读出数据，如此循环，其不同行的像素曝光开始和结束时间不同卷帘快门相机主要应用于静态或者低速场合

2.2相机接口Part225模拟接口数字接口工业相机是机器视觉系统中的图像采集设备，它