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随着工業4.0時代的到來，機器視覺在智能制造業領域的作用越來越重要，為了能讓更多使用者擷取機器視覺的相關基礎知識，包括機器視覺技術是如何工作的、它為什麼是實作流程自動化和品質改進的正确選擇等。小編為你準備了這篇機器視覺入門學習資料。
機器視覺是一門學科技術，廣泛應用于生産制造檢測等工業領域，用來保證産品品質，控制生産流程，感覺環境等。機器視覺系統是将被攝取目标轉換成圖像信号，傳送給專用的圖像處理系統，根據像素分布和亮度、顔色等資訊，轉變成數字化信号；圖像系統對這些信号進行各種運算來抽取目标的特征，進而根據判别的結果來控制現場的裝置動作。
機器視覺優勢：機器視覺系統具有高效率、高度自動化的特點，可以實作很高的分辨率精度與速度。機器視覺系統與被檢測對象無接觸，安全可靠。人工檢測與機器視覺自動檢測的主要差別有：
機器視覺的應用領域:
•識别
标準一維碼、二維碼的解碼
光學字元識别（OCR）和确認（OCV）
•檢測
色彩和瑕疵檢測
零件或部件的有無檢測
目标位置和方向檢測•測量
尺寸和容量檢測
預設标記的測量，如孔位到孔位的距離
•機械手引導
輸出空間坐标引導機械手精确定位
機器視覺系統的分類
•智能相機
•基于嵌入式
•基于PC
機器視覺系統的組成
•圖像擷取：光源、鏡頭、相機、采集卡、機械平台
•圖像處理與分析：工控主機、圖像處理分析軟體、圖形互動界面。
•判決執行：電傳單元、機械單元
光源---光路原理
照相機并不能看見物體，而是看見從物體表面反射過來的光。
鏡面反射：平滑表面以對頂角反射光線
漫射反射：粗糙表面會從各個方向漫射光線
發散反射：多數表面既有紋理，又有平滑表面，會對光線進行發散反射
•光源---作用和要求
在機器視覺中的作用
照亮目标，提高亮度
形成有利于圖像處理的效果
克服環境光照影響，保證圖像穩定性
用作測量的工具或參照
良好的光場設計要求
對比度明顯，目标與背景的邊界清晰
背景盡量淡化而且均勻，不幹擾圖像處理
與顔色有關的還需要顔色真實，亮度适中，不過曝或欠曝；
•光源---光場構造
明場：光線反射進入照相機
暗場：光線反射離開照相機
•相機
種類：線&面、隔/逐、黑/彩、數/模、低/高、CCD/CMOS
名額：象元尺寸、分辨率、靶面大小、感應曲線、動态範圍、靈敏度、速度噪聲、填充因子、體積、品質、工作環境等
工作模式：Free run、Trigger（多種）、長時間曝光等
傳輸方式：GIGE，Cameralinker,模拟
•相機--按照圖像傳感器區分
CCD相機：使用CCD感光晶片為圖像傳感器的相機,集光電轉換及電荷存貯、電荷轉移、信号讀取于一體，是典型的固體成像器件。
CMOS相機：使用CMOS感光晶片為圖像傳感器的相機 ,将光敏元陣列、圖像信号放大器、信号讀取電路、模數轉換電路、圖像信号處理器及控制器內建在一塊晶片上，還具有局部像素的程式設計随機通路的優點。
•相機--按照輸出圖像顔色區分：
單色相機：輸出圖像為單色圖像的相機。
彩色相機：輸出圖像為彩色圖像的相機。
•相機--按輸出信号區分
模拟信号相機：從傳感器中傳出的信号，被轉換成模拟電壓信号，即普通視訊信号後再傳到圖像采集卡中。
數字信号相機：信号自傳感器中的像素輸出後，在相機内部直接數字化并輸出。數字相機又包含1394相機、USB相機、Gige相機、CameraLink相機等
•相機--按照傳感器類型區分
面掃描相機：傳感器上像素呈面狀分布的相機，其所成圖像為二維“面”圖像。
線掃描相機：傳感器上呈線狀（一行或三行）分布的相機，其所成圖像為一維“線”圖像。
•相機--CMOS VS CCD
•相機--像素
是成像于相機晶片的圖像的最小組成機關。以200萬像素的相機為例，滿屏有1600*1200個像素,成像于1/1.8英寸大小的CCD晶片。
•相機--分辨率
由相機所采用的晶片分辨率決定，是晶片靶面排列的像元數量。通常面陣相機的分辨率用水準和垂直分辨率兩個數字表示，如：1920（H）x 1080(V)，前面的數字表示每行的像元數量，即共有1920個像元，後面的數字表示像元的行數，即1080行。
•相機--幀率和行頻
由相機的幀率/行頻表示相機采集圖像的頻率，通常面陣相機用幀率表示，機關fps（Frame Per second），如30fps,表示相機在1秒鐘内最多能采集30幀圖像；線性相機通常用行頻表示，機關KHz,如12KHz表示相機在1秒鐘内最多能采集12000行圖像資料。
•相機--快門速度（Shutter Speed）
CCD/CMOS相機多數采用電子快門，通過電信号脈沖的寬度來控制傳感器的光積分（曝光）時間。對于一般性能的的相機快門速度可以達到1/10000-1/100000秒。
卷簾快門（Rolling Shutter）：多數CMOS圖像傳感器上使用的快門，其特征是逐行曝光，每一行的曝光時間不一緻。
全局快門（Global Shutter）：CCD傳感器和極少數CMOS傳感器采用的快門，傳感器上所有像素同時刻曝光。
•相機--智能相機
智能工業相機是一種高度內建化的微小型機器視覺系統。它将圖像的采集、處理與通信功能內建于單一相機内，進而提供了具有多功能、子產品化、高可靠性、易于實作的機器視覺解決方案。智能工業相機一般由圖像采集單元、圖像處理單元、圖像處理軟體、網絡通信裝置等構成。由于應用了最新的 DSP、FPGA及大容量存儲技術，其智能化程度不斷提高，可滿足多種機器視覺的應用需求。
•鏡頭---分類
CCTV鏡頭
專業攝影鏡頭
遠心鏡頭
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原文釋出時間：2020-06-17
本文作者：人工智能學家
本文來自：“
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