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CCD(像素)與視覺系統的基礎知識

1、圖像傳感器的四大用途 

CCD(像素)與視覺系統的基礎知識

2、關于攝像元件 CCD

數位相機的構造與傳統的膠片式相機(模拟式)基本相同。所不同的是數位相機中使用被稱為

CCD 即相當于模拟式相機的膠片,那麼它又是如何将圖像轉換為數字信号的呢?

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CCD 是英語 Charge Coupled Device(電荷耦合元件)的縮寫,是一種将圖像轉換為電信号的半導體元件。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,拍攝對象發出的光通過鏡頭在

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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

在檢測位置及檢測物體的尺寸均已确定的情況下,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,在生産線上的位置不确定、工件有不同尺寸,或者不隻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是數十萬-數百萬個傳感器的集合體;

使用CCD可以實作一個傳感器所不能實作的多種檢查/檢測目的。

3、視覺系統中像素資料的活用方法

前面談到,CCD 的各像素可以檢測光強度并使之數字化,而利用數十萬到數百萬個這樣的資料就可以實作視覺系統。不知道大家是否可以了解?

下面将簡單說明一下各像素将光強度作為何種資料傳給控制器、而控制器又是如何處理這樣的資料的。

(1)各像的資料(以最常見的黑白相機為例進行說明)

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大部分圖像傳感器可以根據光強度将資料分為換言之,CCD 的每一個像素都有一個位于 “0” (純黑色)與 “255” (純白色)之間的數值。例如,對于黑、白各占一半的灰色,其數值為“127”。

(2)圖像是 256 級資料的集合體

CCD 的圖像資料是構成 CCD 的各像素的資料的集合。像素資料用

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眼睛中央部分較黑,周圍較淡,是以中央部分的數值是

如上圖所示,圖像資料的每一個像素都可以用

例1:損傷/欠缺檢查

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将檢測區域分為多個分割(數像素角),計算各分割的平均濃度(0 ~ 255),然後加以比較。濃度值超過一定值的區域被視為有損傷或欠缺。

計算如上圖所示,在紅色分割内檢測到損傷。

4、總結 

視覺系統器可以利用攝像元件通過高像素化(增加資訊量)及高速化(更利于生産線作業),可以使視覺系統器更好地應用于各種生産活動中。

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—THE END—

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