機器視覺實習日記

機器視覺實習日記學習圖像處理已經(jīng)兩三年了，進入機器視覺行業(yè)也一年多了，讀研之后養(yǎng)成了看CSDN博客的習慣，在看別人資料的同時也寫了好幾本筆記，現(xiàn)在把平時記錄的筆記內(nèi)容寫在博客里，當是溫故了知識吧。在進行機器視覺工業(yè)應用開發(fā)時，一般思路為：圖像采集（配合打光技術(shù)）——圖像分割（ROI的提取）——形態(tài)學處理（基本的圖像處理去除一些雜質(zhì)）——特征提取——輸出結(jié)果。在算法方面?zhèn)€人的理解是能用簡單的圖像處理解決的問題就不要用一些復雜的算法，復雜的算法華而不實，在工業(yè)應用上自動化的CT有著嚴格的要求，比如傅里葉相關(guān)的算法耗時太久，慎用。一個很基礎(chǔ)的概念：圖像處理中的圖像是一個很大的矩陣。（圖像識別就是一大堆數(shù)字中找出規(guī)律）一幅圖像必須要在空間和灰度上都離散化才能被計算機處理。采樣的過程可以理解為將數(shù)字圖像平面劃分為規(guī)則的網(wǎng)格，每個網(wǎng)格中心點的位置由一對笛卡爾坐標（x，y）所決定。（笛卡爾坐標：橫X，縱Y，左下為原點）令f（0）是給定點（x，y）賦予灰度值的函數(shù)，那么f（x，y）就是一幅數(shù)字圖像，這個賦值的過程就是量化的過程。如果一幅數(shù)字圖像的尺寸是M*N，表明在采樣時采了M*N個樣，或者說圖像包含M*N個像素。相機鏡頭相關(guān)的知識：攝像機分兩種，一種是面掃描相機，一種是線掃面相機。（實際應用中面掃描的用的比較多，線掃相機也比較貴）模擬相機與數(shù)字相機：工業(yè)相機根據(jù)數(shù)據(jù)輸出模式的不同分為數(shù)字相機和模擬相機。數(shù)字相機輸出數(shù)字信號，數(shù)字相機內(nèi)部有一個A/D轉(zhuǎn)換器，數(shù)據(jù)以數(shù)字形式傳輸，能夠直接顯示在電腦或屏幕上，因而數(shù)字相機能夠避免傳輸過程中的圖像衰減或噪聲。模擬相機輸出模擬信號，這種相機通常用于閉路電視，或者與數(shù)字化視頻波形的采集卡相連。其中的區(qū)別呢，數(shù)字相機造價貴，模擬相機必須帶采集卡，標準的模擬相機分辨率很低，另外幀率也是固定的，且數(shù)字采集卡在轉(zhuǎn)換模擬信號到數(shù)字信號的過程中會因為其他設(shè)備的電磁干擾而造成失真。機器視覺應用上用的幾乎都是數(shù)字相機，所以可以不用考慮這個問題）面掃描的相機是指可以通過單純曝光取得面積影像，而線掃描相機必須利用運動速度才能取得影像。（線掃描是利用機械手拖動緩慢成像6-7s，其中3D掃描無需打光不用標定。）線陣相機成像為線狀，雖然也是二維圖像，但極長，幾K的長度，而寬度只有幾個像素，一般情況下，只有兩種情況下需要使用線掃描相機，一是被測視野為細長的帶狀，二是需要極大的視野或者極高的精度。（當然該項目需要能夠接受較長的成像時間，不然還是選擇面掃描的）。大多數(shù)線掃相機都是黑白的，少數(shù)為彩色的，但非常貴。且線掃相機對光的要求非常高，需要均勻性非常好。彩色相機：內(nèi)部有三個CCD電子耦合器件，分別用來感受紅綠藍三種顏色的光線，默認情況下，三個顏色的感光線路信號的比例是1:1:1.黑白相機只有一個CCD。對彩色相機來說，它返回每個像素所對應的三個采樣的結(jié)果，也就是一幅三通道圖像，黑白相機返回每個像素所對應的一個能量采樣結(jié)果，這些結(jié)果組成了一幅單通道灰度值圖像。（由于CCD和CMOS傳感器對于整個可見光波段全部有響應，所以無法產(chǎn)生彩色圖像，為了產(chǎn)生彩色圖像，需要在傳感器前面加上彩色濾鏡陣列，使得一定范圍內(nèi)的光達到每個光電探測器）。白平衡是彩色相機中采用的技術(shù)，白平衡是對紅綠藍三個分量的平衡，以使得相機能夠反映實際景物真實的顏色。（需要平衡的原因是由于光敏元件在不同的光照條件下RGB三個分量的輸出是不平衡的，從而會產(chǎn)生圖像在色彩上的失真，偏藍或者偏紅，因此需要白平衡來還原圖像的真實色彩）。另外工業(yè)相機都是逐行掃描的，普通相機是隔行甚至三行掃描。PLC與相機：PLC輸出脈沖信號觸發(fā)相機，相機采集圖像。（通訊觸發(fā)相機采集圖像：一般的思路是，在自動化生產(chǎn)線上，被測物到了，光電傳感器捕捉到信號變化，將被測物到了的信號經(jīng)PLC傳遞給上位機，上位機啟動相機拍照，拍完照給信號給PLC讓被測物繼續(xù)運行）。鏡頭是聚集光線，使獲得清晰