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1、圖像傳感器的四大用途
2、關于攝像元件 CCD
數(shù)碼相機的構造與傳統(tǒng)的膠片式相機(模擬式)基本相同。所不同的是數(shù)碼相機中使用被稱為 CCD 的光電轉換元件代替膠片,圖像則作為數(shù)字信息采入。
CCD 即相當于模擬式相機的膠片,那么它又是如何將圖像轉換為數(shù)字信號的呢?
CCD 是英語 Charge Coupled Device(電荷耦合元件)的縮寫,ccd視覺檢測設備是一種將圖像轉換為電信號的半導體元件。大小約為長寬各 1 厘米左右,由類似棋盤的格狀排列的小像素 (pixel) 組成。
用相機拍攝風景時,拍攝對象發(fā)出的光通過鏡頭在 CCD 上成像。光到達 CCD 的某個像素時,將根據(jù)光的強度產生相應的電荷。將該電荷的大小讀取為電信號,即可獲得各像素上光的強度(濃度值)。
換言之,每個像素都是一個可以檢測光強度的傳感器(光電二極管)。所謂 200 萬像素 CCD 就是一個由 200 萬個光電二極管構成的集合體。
在檢測位置及檢測物體的尺寸均已確定的情況下,使用一個光電傳感器就可以檢測該位置是否存在該物體。但是,在生產線上的位置不確定、工件有不同尺寸,或者不只是檢查工件是否存在,而是要測量工件大小、尺寸時,則使用一個光電傳感器是遠遠不夠的。
CCD是數(shù)十萬-數(shù)百萬個傳感器的集合體;
使用CCD可以實現(xiàn)一個傳感器所不能實現(xiàn)的多種檢查/檢測目的。
3、視覺系統(tǒng)中像素數(shù)據(jù)的活用方法
前面談到,CCD 的各像素可以檢測光強度并使之數(shù)字化,ccd視覺檢測設備而利用數(shù)十萬到數(shù)百萬個這樣的數(shù)據(jù)就可以實現(xiàn)視覺系統(tǒng)。不知道大家是否可以理解?
下面將簡單說明一下各像素將光強度作為何種數(shù)據(jù)傳給控制器、而控制器又是如何處理這樣的數(shù)據(jù)的。
(1)各像的數(shù)據(jù)(以最常見的黑白相機為例進行說明)
大部分圖像傳感器可以根據(jù)光強度將數(shù)據(jù)分為 256 個等級(8 位)。在最基本的黑白處理中,黑色(純黑色)的數(shù)值為 “0”,白色(純白色)的數(shù)值為 “255”,其它處于兩者之間的顏色則根據(jù)光強度轉換成其它數(shù)值。換言之,CCD 的每一個像素都有一個位于 “0” (純黑色)與 “255” (純白色)之間的數(shù)值。例如,對于黑、白各占一半的灰色,其數(shù)值為“127”。
(2)圖像是 256 級數(shù)據(jù)的集合體
CCD 的圖像數(shù)據(jù)是構成 CCD 的各像素的數(shù)據(jù)的集合。像素數(shù)據(jù)用 256 級濃淡數(shù)據(jù)加以表示。
眼睛中央部分較黑,周圍較淡,因此中央部分的數(shù)值是 “30”,周圍部分的數(shù)值是 “90”。
如上圖所示,圖像數(shù)據(jù)的每一個像素都可以用 0 ~ 255 中的某一個數(shù)值加以表示。所謂視覺系統(tǒng)是指對于每一個像素,按照下例中所示的計算公式進行計算,然后找到圖像上有特征的地方。
例1:損傷/欠缺檢查
將檢測區(qū)域分為多個分割(數(shù)像素角),計算各分割的平均濃度(0 ~ 255),ccd視覺檢測設備然后加以比較。濃度值超過一定值的區(qū)域被視為有損傷或欠缺。
計算 4 像素角分割的平均值,然后與周圍進行比較。如上圖所示,在紅色分割內檢測到損傷。
4、總結
視覺系統(tǒng)器可以利用攝像元件 CCD 中各像素的 256 級濃度數(shù)據(jù),ccd視覺檢測設備檢測面積(即像素數(shù)量)、位置(即濃度變化點)及損傷(濃度變化量)等。通過高像素化(增加信息量)及高速化(更利于生產線作業(yè)),可以使視覺系統(tǒng)器更好地應用于各種生產活動中。