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CCD(像素)与视觉系统的基础知识

1、图像传感器的四大用途 

CCD(像素)与视觉系统的基础知识

2、关于摄像元件 CCD

数码相机的构造与传统的胶片式相机(模拟式)基本相同。所不同的是数码相机中使用被称为

CCD 即相当于模拟式相机的胶片,那么它又是如何将图像转换为数字信号的呢?

CCD(像素)与视觉系统的基础知识

CCD 是英语 Charge Coupled Device(电荷耦合元件)的缩写,是一种将图像转换为电信号的半导体元件。大小约为长宽各 1 厘米左右,由类似棋盘的格状排列的小像素 (pixel) 组成。

用相机拍摄风景时,拍摄对象发出的光通过镜头在

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换言之,每个像素都是一个可以检测光强度的传感器(光电二极管)。所谓

在检测位置及检测物体的尺寸均已确定的情况下,使用一个光电传感器就可以检测该位置是否存在该物体。但是,在生产线上的位置不确定、工件有不同尺寸,或者不只是检查工件是否存在,而是要测量工件大小、尺寸时,则使用一个光电传感器是远远不够的。

CCD是数十万-数百万个传感器的集合体;

使用CCD可以实现一个传感器所不能实现的多种检查/检测目的。

3、视觉系统中像素数据的活用方法

前面谈到,CCD 的各像素可以检测光强度并使之数字化,而利用数十万到数百万个这样的数据就可以实现视觉系统。不知道大家是否可以理解?

下面将简单说明一下各像素将光强度作为何种数据传给控制器、而控制器又是如何处理这样的数据的。

(1)各像的数据(以最常见的黑白相机为例进行说明)

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大部分图像传感器可以根据光强度将数据分为换言之,CCD 的每一个像素都有一个位于 “0” (纯黑色)与 “255” (纯白色)之间的数值。例如,对于黑、白各占一半的灰色,其数值为“127”。

(2)图像是 256 级数据的集合体

CCD 的图像数据是构成 CCD 的各像素的数据的集合。像素数据用

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眼睛中央部分较黑,周围较淡,因此中央部分的数值是

如上图所示,图像数据的每一个像素都可以用

例1:损伤/欠缺检查

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将检测区域分为多个分割(数像素角),计算各分割的平均浓度(0 ~ 255),然后加以比较。浓度值超过一定值的区域被视为有损伤或欠缺。

计算如上图所示,在红色分割内检测到损伤。

4、总结 

视觉系统器可以利用摄像元件通过高像素化(增加信息量)及高速化(更利于生产线作业),可以使视觉系统器更好地应用于各种生产活动中。

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—THE END—

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