机器视觉系统详解ppt课件

机器视觉系统详解深圳市圆融精密电子有限公司深圳市圆融精密电子有限公司机器视觉系统详解深圳市圆融精密电子有限公司机器视觉系统的构成电脑系统图像采集卡相机镜头光源被测物I/O控制其他机械部分供电及传输模拟图片信号光源触发信号其他动作信号数字图片信号与软件通讯相机触发信号机器视觉系统的构成电图像采集卡相机镜头光源被测物I/O控制其第一章、光源第一节：光源简介第一节：光源简介n n光源：为确保视觉系统正常取像获得足够光信息而提供照光源：为确保视觉系统正常取像获得足够光信息而提供照明的装置。明的装置。n n光源是一个视觉应用开始工作的第一步，好的光源与照明光源是一个视觉应用开始工作的第一步，好的光源与照明方案往往是整个系统成败的关键，起着非常重要的作用。方案往往是整个系统成败的关键，起着非常重要的作用。n n使用光源的目的：光源并不是简单的照亮物体而已。使用光源的目的：光源并不是简单的照亮物体而已。1.1.光源与照明方案的配合应尽可能地突出物体特征量；光源与照明方案的配合应尽可能地突出物体特征量；2.2.将待测区域与背景明显区分开，增加对比度，消隐不感将待测区域与背景明显区分开，增加对比度，消隐不感 兴趣的部分；兴趣的部分；3.3.增强待测目标边缘清晰度；增强待测目标边缘清晰度；4.4.保持足够的整体亮度；保持足够的整体亮度；5.5.物体位置的变化不应该影响成像的质量。物体位置的变化不应该影响成像的质量。n n适合的灯源可以提高系统检测精度、运行速度及工作效率。适合的灯源可以提高系统检测精度、运行速度及工作效率。第一章、光源第一节：光源简介第二节：照明方式的分类第二节：照明方式的分类 在机器视觉系统中一般使用透射光和反射光。在机器视觉系统中一般使用透射光和反射光。光源产品相机光源产品相机光源反射光透射光第二节：照明方式的分类光源产品相机光源产品相机光源反射光透射第三节：光源的分类及比较第三节：光源的分类及比较q萤光灯萤光灯q卤素灯卤素灯+光纤导管光纤导管qLEDLED光源光源q其他（激光、紫外光等）其他（激光、紫外光等）其中其中LEDLED光源凭借其诸多的优点在现代机器视觉系统中得到越来越多的应用。光源凭借其诸多的优点在现代机器视觉系统中得到越来越多的应用。第三节：光源的分类及比较萤光灯其中LED光源凭借其诸多的第四节：光源选择的注意事项影响因素：影响因素：1.1.相机光谱响应特性；相机光谱响应特性；2.LED2.LED的颜色、反光角度、亮度、寿命等；的颜色、反光角度、亮度、寿命等；3.3.物品形状与物品形状与LEDLED形状；形状；4.4.打光方式；打光方式；5.5.辅助手段（偏光镜、滤光镜、漫反射板等）辅助手段（偏光镜、滤光镜、漫反射板等）选择原则：选择原则：满足应用，综合考虑满足应用，综合考虑 理论分析，实验验证理论分析，实验验证第四节：光源选择的注意事项第五节：LED光源的应用实例n n前面讲到，LED的特性使得其广泛的应用于机器视觉系统中。n n目前常用的LED光源有：环形光、条形光、面板光、同轴光、点光源、线光源等等。n n根据不同的产品选择合适的光源，有时候会需要几种光源进行组合照明。第五节：LED光源的应用实例机器视觉系统详解ppt课件机器视觉系统详解ppt课件机器视觉系统详解ppt课件机器视觉系统详解ppt课件第二章、镜头第一节：镜头简介第一节：镜头简介 光学镜头相当于人眼的晶状体，在机器视觉系统中非常重要。第二章、镜头第一节：镜头简介第二节：镜头的基本概念qq视野视野 (FOV)(FOV)图像采集设备所能够覆盖的范围，它可以是在监视器上可以见到的图像采集设备所能够覆盖的范围，它可以是在监视器上可以见到的范围，也可以使设备所输出的数字图像所能覆盖的最大范围范围，也可以使设备所输出的数字图像所能覆盖的最大范围。qq最大最大/最小工作距离最小工作距离（WorkDistanceWorkDistance）从物镜到被检测物体的距离的范围，小于最小工作距离大于最大工作从物镜到被检测物体的距离的范围，小于最小工作距离大于最大工作距离系统均不能正确成像。距离系统均不能正确成像。qq景深景深（DepthOfFieldDepthOfField）在某个调焦位置上，景深内的物体都可以清晰成像。在某个调焦位置上，景深内的物体都可以清晰成像。成象面成象面工作距离（工作距离（WD）景深（景深（DOV）视野（视野（FOV）后焦面距离后焦面距离第二节：镜头的基本概念视野(FOV)成象面工作距离（WD）pp畸变畸变 几何畸变指的是由于镜头方面的原因导致的图几何畸变指的是由于镜头方面的原因导致的图像范围内不同位置上的放大率存在的差异。几何畸像范围内不同位置上的放大率存在的差异。几何畸变主要包括径向畸变和切向畸变。如枕形或桶形失变主要包括径向畸变和切向畸变。如枕形或桶形失真。畸变小于真。畸变小于2%2%人眼是看不出来的。如果畸变小于人眼是看不出来的。如果畸变小于CCDCCD的一个像素，那么相机也看不出来了。的一个像素，那么相机也看不出来了。qq光圈与光圈与F F值值光圈是一个用来控制镜头通光量装置，它通常是在光圈是一个用来控制镜头通光量装置，它通常是在镜头内。表达光圈大小我们是用镜头内。表达光圈大小我们是用F F值，如值，如f1.4f1.4，f2f2，f2.8 f2.8 等等。等等。畸变n n分辨率测量系统能够重现的最小的细节的尺寸常常用每毫米线对来表示，也就是根据这个镜头能够分辨一毫米内多少对直线。选择镜头的时候必须注意厂商给出的分辨率的定义方式。n n焦距焦距是像方主面到像方焦点的距离。如16mm，25mm，35mm等。n n成像面可以在镜头的像面上清晰成像的物方平面。分辨率qq镜头接口镜头接口 C-MOUNTC-MOUNT镜头的标准接口之一，镜头的接口螺纹参数：镜头的标准接口之一，镜头的接口螺纹参数：公称直径：公称直径：1 1“螺距：螺距：3232牙牙 CSCSMountMount是是C CMountMount的一个变种，区别仅仅在于镜头的一个变种，区别仅仅在于镜头定位面到图像传感器光敏面的距离的不同，定位面到图像传感器光敏面的距离的不同，C CMount Mount 是是1717。5mm5mm，CSCSMountMount是是1212。5mm5mm。C/CSC/CS能够匹配的最大的图像传感器的尺寸不超过能够匹配的最大的图像传感器的尺寸不超过1 1“。F-MountF-Mount，卡口，没有螺纹。，卡口，没有螺纹。其他类型其他类型镜头接口第三节：镜头各个参数间的关系n n光圈大通光能力大，光圈小通光能力小；n n光圈小则景深大，光圈大则景深小；第三节：镜头各个参数间的关系第四节：镜头的分类第四节：镜头的分类按照按照按照按照等效焦距等效焦距等效焦距等效焦距分为分为分为分为n n广角镜头广角镜头广角镜头广角镜头 等效焦距小于标准镜头（等效焦距为等效焦距小于标准镜头（等效焦距为等效焦距小于标准镜头（等效焦距为等效焦距小于标准镜头（等效焦距为50mm50mm）的镜头。）的镜头。）的镜头。）的镜头。特点是最小工作距离短，景深大，视角大。常常表现为桶特点是最小工作距离短，景深大，视角大。常常表现为桶特点是最小工作距离短，景深大，视角大。常常表现为桶特点是最小工作距离短，景深大，视角大。常常表现为桶形畸变。形畸变。形畸变。形畸变。n n中焦距镜头中焦距镜头中焦距镜头中焦距镜头 焦距介于广角镜头和长焦镜头之间的镜头。通常情况下焦距介于广角镜头和长焦镜头之间的镜头。通常情况下焦距介于广角镜头和长焦镜头之间的镜头。通常情况下焦距介于广角镜头和长焦镜头之间的镜头。通常情况下畸变校正较好。畸变校正较好。畸变校正较好。畸变校正较好。n n长焦距镜头长焦距镜头长焦距镜头长焦距镜头 等效焦距超过等效焦距超过等效焦距超过等效焦距超过200mm200mm的镜头。工作距离长，放大比大，的镜头。工作距离长，放大比大，的镜头。工作距离长，放大比大，的镜头。工作距离长，放大比大，畸变常常表现为枕形状畸变。畸变常常表现为枕形状畸变。畸变常常表现为枕形状畸变。畸变常常表现为枕形状畸变。等效焦距计算方法：等效焦距计算方法：等效焦距计算方法：等效焦距计算方法：实际焦距实际焦距实际焦距实际焦距43mm43mm 镜头成像圆的直径镜头成像圆的直径镜头成像圆的直径镜头成像圆的直径第四节：镜头的分类按照按照按照按照功能功能功能功能分分分分n n变焦距镜头变焦距镜头变焦距镜头变焦距镜头 镜头的焦距可以调节，镜头的视角、视野可变。镜头的焦距可以调节，镜头的视角、视野可变。镜头的焦距可以调节，镜头的视角、视野可变。镜头的焦距可以调节，镜头的视角、视野可变。n n定焦距镜头定焦距镜头定焦距镜头定焦距镜头 镜头的焦距不能调节，镜头视角固定。聚焦位镜头的焦距不能调节，镜头视角固定。聚焦位镜头的焦距不能调节，镜头视角固定。聚焦位镜头的焦距不能调节，镜头视角固定。聚焦位置和光圈可以调节。置和光圈可以调节。置和光圈可以调节。置和光圈可以调节。n n定光圈镜头定光圈镜头定光圈镜头定光圈镜头 光圈不能调节，通常情况下聚焦也不能调节。光圈不能调节，通常情况下聚焦也不能调节。光圈不能调节，通常情况下聚焦也不能调节。光圈不能调节，通常情况下聚焦也不能调节。按照功能分按照按照用途用途分分n n微距镜头（或者成为显微镜头）微距镜头（或者成为显微镜头）用于拍摄较小的目标具有很大的放大比用于拍摄较小的目标具有很大的放大比n n远心镜头远心镜头 包括物方远心镜头和像方远心镜头以及双包括物方远心镜头和像方远心镜头以及双边远心镜头。边远心镜头。按照用途分第五节：远心镜头第五节：远心镜头n n在测量系统中，有一些因素影响测量的精度与重复性。在测量系统中，有一些因素影响测量的精度与重复性。1.1.物体位置变化引起的比例尺变化物体位置变化引起的比例尺变化2.2.畸变畸变3.3.投影误差投影误差4.4.物体边缘测量误差大物体边缘测量误差大n n采用远心镜头可以很大程度的降低采用远心镜头可以很大程度的降低 以上误差，甚至消除这些误差。以上误差，甚至消除这些误差。n n远心镜头的口径至少要与需要观察的物体远心镜头的口径至少要与需要观察的物体 尺寸相等或更大。尺寸相等或更大。第五节：远心镜头第六节：选择镜头的原则1.1.机器视觉镜头可支持的最大的机器视觉镜头可支持的最大的CCDCCD尺寸不能小于所搭配尺寸不能小于所搭配的相机中的相机中CCDCCD传感器芯片的尺寸传感器芯片的尺寸 。.如果镜头尺寸比如果镜头尺寸比CCDCCD靶面尺寸小靶面尺寸小,图片边缘会出现黑场图片边缘会出现黑场,即只有中间一个即只有中间一个圆圈的视场是有效的圆圈的视场是有效的.第六节：选择镜头的原则THANK YOUSUCCESS2024/8/22024/8/22323可编辑可编辑THANKYOUSUCCESS2023/8/1922.镜头接口要跟相机接口匹配安装，也可通过转换匹配安装。2.镜头接口要跟相机接口匹配安装，也可通过转换匹配安装。3.3.镜头的工作距离要适当。镜头的工作距离要适当。所谓工作距离，是指当图像在焦所谓工作距离，是指当图像在焦距范围内的时候，物体和镜头前端的距范围内的时候，物体和镜头前端的距离。通过焦距、工作距离、距离。通过焦距、工作距离、CCDCCD尺尺寸这些我们还可以得知镜头的视场范寸这些我们还可以得知镜头的视场范围，选择镜头的原则也同时包括了镜围，选择镜头的原则也同时包括了镜头视场覆盖的原则。头视场覆盖的原则。3.镜头的工作距离要适当。4.4.机器视觉镜头的光谱特性要符合光源的要求。在机器视觉镜头的光谱特性要符合光源的要求。在机器视觉系统中，镜头不只是与相机相互作用的，机器视觉系统中，镜头不只是与相机相互作用的，镜头还需满足光源要求，才能获取全部的图像信镜头还需满足光源要求，才能获取全部的图像信息。在这里需要考虑光源的波长、光谱范围、以息。在这里需要考虑光源的波长、光谱范围、以及光源的种类是红外还是紫外等等。及光源的种类是红外还是紫外等等。5.5.机器视觉镜头的畸变率要符合测量标准。直线在机器视觉镜头的畸变率要符合测量标准。直线在经过透镜成像后会变成弯曲的现象，这就是畸变，经过透镜成像后会变成弯曲的现象，这就是畸变，畸变主要有两种，分别为桶形畸变和枕形畸变。畸变主要有两种，分别为桶形畸变和枕形畸变。畸变的存在是具有普遍性的，目前也没有能完全畸变的存在是具有普遍性的，目前也没有能完全消除的手段，所以能将畸变率控制在一个水平上消除的手段，所以能将畸变率控制在一个水平上就算是合格了。就算是合格了。4.机器视觉镜头的光谱特性要符合光源的要求。在机器视觉系统中第三章、相机第一节：相机原理简介相机将通过镜头的光信号转换为电信号电子图像，这是模拟信号；再通过A/D转换器将模拟信号转换成数字信号。第三章、相机第一节：相机原理简介第二节：相机的分类第二节：相机的分类按不同芯片类型划分：按不同芯片类型划分：n nCCDCCD摄像机，摄像机，CCDCCD称为电荷耦合器件，称为电荷耦合器件，CCDCCD实际上只是一个实际上只是一个把从图像半导体中出来的电子有组织地储存起来的方法。把从图像半导体中出来的电子有组织地储存起来的方法。n nCMOSCMOS摄像机，摄像机，CMOSCMOS称为称为“互补金属氧化物半导体互补金属氧化物半导体”，CMOSCMOS实际上只是将晶体管放在硅块上的技术，没有更多的含义。实际上只是将晶体管放在硅块上的技术，没有更多的含义。CMOSCMOS可以将光敏元件、放大器、可以将光敏元件、放大器、A/DA/D转换器、存储器、数转换器、存储器、数字信号处理器和计算机接口控制电路集成在一块硅片上，字信号处理器和计算机接口控制电路集成在一块硅片上，具有结构简单、处理功能多、速度快、耗电低、成本低等具有结构简单、处理功能多、速度快、耗电低、成本低等特点。特点。早期早期CMOSCMOS摄像机存在成像质量差、像敏单元尺寸小、填摄像机存在成像质量差、像敏单元尺寸小、填充率低等问题，充率低等问题，19891989年后出现了年后出现了“有源像敏单元有源像敏单元”结构，结构，不仅有光敏元件和像敏单元的寻址开关，而且还有信号放不仅有光敏元件和像敏单元的寻址开关，而且还有信号放大和处理等电路，提高了光电灵敏度、减小了噪声，扩大大和处理等电路，提高了光电灵敏度、减小了噪声，扩大了动态范围，使得一些参数与了动态范围，使得一些参数与CCDCCD摄像机相近，而在功能、摄像机相近，而在功能、功耗、尺寸和价格方面要优于功耗、尺寸和价格方面要优于CCDCCD，逐步得到广泛的应用。，逐步得到广泛的应用。n nCCDCCD芯片采集速度快，芯片采集速度快，CMOSCMOS较慢。较慢。即即CCDCCD芯片的相机更加适合拍摄运动的物体，处理实时运芯片的相机更加适合拍摄运动的物体，处理实时运动对象。实际上很多情况下两者都可以选择。动对象。实际上很多情况下两者都可以选择。第二节：相机的分类按输出图像信号格式划分按输出图像信号格式划分n n模拟摄像机模拟摄像机n nPALPAL（黑白为（黑白为CCIRCCIR），中国，），中国，625625行，行，5050场场 n nNTSCNTSC（黑白为（黑白为EIAEIA），日本，），日本，525525行，行，6060场场 n nSECAMSECAMn nS-VIDEOS-VIDEOn n分量传输分量传输n n数字摄像机数字摄像机n nIEEE1394IEEE1394n nUSB2.0USB2.0n nDCOM3DCOM3n nRS-644LVDSRS-644LVDSn nChannelLinkChannelLinkn nCameraLinkCameraLinkn n千兆网千兆网按输出图像信号格式划分按像素排列方式划分n n面阵摄像机 黑白摄像机黑白摄像机 采用采用BAYERBAYER转化的单片相机转化的单片相机 3CCD3CCD彩色摄像机（分光棱镜）彩色摄像机（分光棱镜）n n线阵摄像机 黑白摄像机黑白摄像机 3Line3Line彩色摄像机彩色摄像机 3CCD3CCD彩色摄像机（分光棱镜）彩色摄像机（分光棱镜）按像素排列方式划分3CCD 彩色相机3CCD彩色相机3Line 彩色相机3Line彩色相机BAYER转换彩色相机BAYER转换彩色相机第三节：相机的主要参数n n像素：用来计算影像的一种单位像素：用来计算影像的一种单位 ，一个像素通常，一个像素通常被视为图像的最小的完整采样。每一张图片都是被视为图像的最小的完整采样。每一张图片都是由很多个像素组成的。由很多个像素组成的。n n像素深度：即每像素数据的位数，一般常用的像素深度：即每像素数据的位数，一般常用的是是8Bit8Bit，对于数字相机机一般还会有，对于数字相机机一般还会有10Bit10Bit、12Bit12Bit等。等。n n分辨率：表示每一个方向上的像素数量，我们通分辨率：表示每一个方向上的像素数量，我们通常所看到的分辨率都以乘法形式表现的，比如常所看到的分辨率都以乘法形式表现的，比如1024*7681024*768，其中，其中“1024”1024”表示屏幕上水平方向显表示屏幕上水平方向显示的点数，示的点数，“768”768”表示垂直方向的点数。表示垂直方向的点数。n n帧率帧率/行频：相机采集传输图像的速率，对面阵相行频：相机采集传输图像的速率，对面阵相机一般为每秒采集的帧数（机一般为每秒采集的帧数（Frames/Sec.Frames/Sec.），对线），对线阵相机为每秒采集的行数（阵相机为每秒采集的行数（Hz)Hz)第三节：相机的主要参数n n曝光方式与快门速度曝光方式与快门速度:线阵相机都是逐行曝光的方线阵相机都是逐行曝光的方式，可以选择固定行频和外触发同步的采集方式，式，可以选择固定行频和外触发同步的采集方式，曝光时间可以与行周期一致，也可以设定一个固曝光时间可以与行周期一致，也可以设定一个固定的时间。面阵相机有帧曝光、场曝光和滚动行定的时间。面阵相机有帧曝光、场曝光和滚动行曝光等几种常见方式，数字相机一般都提供外触曝光等几种常见方式，数字相机一般都提供外触发采图的功能。快门速度一般可以到发采图的功能。快门速度一般可以到1010微秒，高微秒，高速相机还可以更快。速相机还可以更快。n n光谱响应特性光谱响应特性:是指该像元传感器对不同光波的敏是指该像元传感器对不同光波的敏感特性，一般响应范围是感特性，一般响应范围是350nm350nm1000nm1000nm。有一些。有一些相机在靶面前加了一个滤镜，滤除红外光线，如相机在靶面前加了一个滤镜，滤除红外光线，如果系统需要对红外感光时可去掉该滤镜。果系统需要对红外感光时可去掉该滤镜。曝光方式与快门速度:线阵相机都是逐行曝光的方式，可以选择固定n n芯片尺寸芯片尺寸:在在CCDCCD出现之前，摄像机是利用一种叫作出现之前，摄像机是利用一种叫作“光导摄像管光导摄像管（Vidicon TubeVidicon Tube）”的成像器件感光成像的，这是一种特殊设计的成像器件感光成像的，这是一种特殊设计的电子管，其直径的大小，决定了其成像面积的大小。因此，人的电子管，其直径的大小，决定了其成像面积的大小。因此，人们就用光导摄像管的直径尺寸来表示不同感光面积的产品型号。们就用光导摄像管的直径尺寸来表示不同感光面积的产品型号。CCDCCD出现之后，最早被大量应用在摄像机上，也就自然而然沿用出现之后，最早被大量应用在摄像机上，也就自然而然沿用了光导摄像管的尺寸表示方法，进而扩展到所有类型的图像传感了光导摄像管的尺寸表示方法，进而扩展到所有类型的图像传感器的尺寸表示方法上。例如，型号为器的尺寸表示方法上。例如，型号为“1/1.8”1/1.8”的的CCDCCD或或CMOSCMOS，就就表示其成像面积与一根直径为表示其成像面积与一根直径为1/1.81/1.8英寸的光导摄像管的成像靶英寸的光导摄像管的成像靶面面积近似。光导摄像管的直径与面面积近似。光导摄像管的直径与CCD/CMOSCCD/CMOS成像靶面面积之间没成像靶面面积之间没有固定的换算公式，从实际情况来说，有固定的换算公式，从实际情况来说，CCD/CMOSCCD/CMOS成像靶面的对成像靶面的对角线长度大约相当于光导摄像管直径长度的角线长度大约相当于光导摄像管直径长度的2/3.2/3.芯片尺寸:在CCD出现之前，摄像机是利用一种叫作“光导摄像管n n白平衡：简单地说白平衡就是无论环境光线如何，仍然把简单地说白平衡就是无论环境光线如何，仍然把“白白”定义为定义为“白白”的的一种功能。由于一种功能。由于CCDCCDCCDCCD传感器本身没有这种功能，因此就有必要对它输出的信号传感器本身没有这种功能，因此就有必要对它输出的信号进行一定的修正，这种修正就叫做工业相机的白平衡。进行一定的修正，这种修正就叫做工业相机的白平衡。颜色实质上就是对光线的解释，在正常光线下看起来是白颜色的东西在颜色实质上就是对光线的解释，在正常光线下看起来是白颜色的东西在较暗的光线下看起来可能就不是白色，还有荧光灯下的较暗的光线下看起来可能就不是白色，还有荧光灯下的“白白”也是也是“非白非白”。对于这一切如果能调整白平衡，则在所得到的照片中就能正确地以对于这一切如果能调整白平衡，则在所得到的照片中就能正确地以“白白”为为基色来还原其他颜色。所以白平衡控制就是通过图像调整，使在各种光线条基色来还原其他颜色。所以白平衡控制就是通过图像调整，使在各种光线条件下拍摄出的照片色彩和人眼所看到的景物色彩完全相同。件下拍摄出的照片色彩和人眼所看到的景物色彩完全相同。工业相机白平衡这一参数可用来调节图像中红色和蓝色的色度，以得到工业相机白平衡这一参数可用来调节图像中红色和蓝色的色度，以得到逼真的色彩。可通过手动或自动方式控制这些值。自动白平衡功能提供两种逼真的色彩。可通过手动或自动方式控制这些值。自动白平衡功能提供两种操作模式：操作模式：自动：对视频数据流持续实施白平衡操作。自动：对视频数据流持续实施白平衡操作。单触：只触发一次调节过程。单触：只触发一次调节过程。普通的多媒体相机只提供一个白平衡参数，所以增加红色色值会减少蓝普通的多媒体相机只提供一个白平衡参数，所以增加红色色值会减少蓝色色值，反之亦然。高质量的相机提供两个参数，因此可以分别调节红和蓝色色值，反之亦然。高质量的相机提供两个参数，因此可以分别调节红和蓝的色值：的色值：源图像蓝色值过低红色值过低白平衡：源图像蓝色值过低红色值过低产品型号产品型号TRI500MTRI500C传感器逐行扫描CMOS彩色/黑白MonoRGB分辨率25921944帧频6fps像素深度8Bit像素大小2.2um光学尺寸1/2.5曝光时间80us160us同步模式连续模式/外触发可调节参数曝光时间、亮度、增益、白平衡输入输出输入2路，带光耦隔离；输出4路，带光耦隔离镜头接口C口或CS口传输接口IEEE1394A传输距离3m，最大可10m供电要求1394总线供电支持协议1394DCAM1.31机械尺寸52mm52mm48.8mm产品型号TRI500MTRI500C传感器逐行扫描CMOS彩四、图像采集卡第一节：图像采集卡简介图像采集卡：又称为图像卡，它是图像采集部分和处理部分的接口。它将摄像机的图像视频信号，送到计算机的内存，供计算机处理、存储、显示和传输等使用。图像的数字化：图像经过采样、量化以后转换为数字图像并输入、存储到帧存储器的过程。四、图像采集卡第一节：图像采集卡简介第二节：图像采集卡的各部参数定义1 1、A/DA/D转换转换 即视频量化处理。是指将相机所输出的模拟即视频量化处理。是指将相机所输出的模拟视频信号转换为视频信号转换为PCPC所能识别的数字信号的过程。所能识别的数字信号的过程。视频信号的量化处理是图像采集处理的重要组成视频信号的量化处理是图像采集处理的重要组成部分。部分。2 2、传输通道数（、传输通道数（ChannelChannel）采集卡同时对多个相机进行采集卡同时对多个相机进行A/DA/D转换的能力。转换的能力。如：如：2 2通道、通道、4 4通道。通道。3 3、分辨率（可以理解为、分辨率（可以理解为1mm1mm内分辨开的线条数）内分辨开的线条数）采集卡能支持的最大点阵反映了其分辨率的性采集卡能支持的最大点阵反映了其分辨率的性能能-即其所能支持的相机最大分辨率。即其所能支持的相机最大分辨率。第二节：图像采集卡的各部参数定义4 4、采样频率、采样频率 采样频率反映了采集卡处理图像的速度和能力。采样频率反映了采集卡处理图像的速度和能力。在进行高速图像采集时，需要注意采集卡的采样频率是否在进行高速图像采集时，需要注意采集卡的采样频率是否满足要求。满足要求。5 5、传输速率、传输速率 指图像由采集卡到达内存的速度。普通指图像由采集卡到达内存的速度。普通PCIPCI接口理论接口理论传输速度为传输速度为132MB/S132MB/S，PCI-EPCI-E，PCI-XPCI-X是更高速的总线接口。是更高速的总线接口。6 6、图像格式（像素格式、图像格式（像素格式)(1)(1)黑白图像：通常情况下，图像灰度等级可分为黑白图像：通常情况下，图像灰度等级可分为256256级，即以级，即以8 8位表示。在对图像灰度有更精确要求时，可位表示。在对图像灰度有更精确要求时，可用用1010位，位，1212位等来表示。位等来表示。(2)(2)彩色图像：彩色图像可由彩色图像：彩色图像可由RGBRGB（YUVYUV）3 3种色彩种色彩组合而成，根据其亮度级别的不同有组合而成，根据其亮度级别的不同有8 88 88 8，101010101010等格式。等格式。4、采样频率7、输出接口类型图像采集卡有多种输出接口，其主要接口有图像采集卡有多种输出接口，其主要接口有BNCBNC、VGAVGA、CameralinkCameralink、LVDSLVDS、DVIDVI、USBUSB、FireWireFireWire等。等。7、输出接口类型五、图像处理系统第一节：图像处理系统的定义 图像处理系统或计算机的作用是执行图像处图像处理系统或计算机的作用是执行图像处理及分析软件，调用根据检测功能所特殊设计的理及分析软件，调用根据检测功能所特殊设计的一系列图像处理及分析算法模块，对图像数据进一系列图像处理及分析算法模块，对图像数据进行复杂的计算和处理，最终得到系统设计所需要行复杂的计算和处理，最终得到系统设计所需要的信息，然后通过与之相连接的外部设备以各种的信息，然后通过与之相连接的外部设备以各种形式输出检测结果及响应。其外部输出设备可以形式输出检测结果及响应。其外部输出设备可以包括显示器、网络、打印机、报警器及各种控制包括显示器、网络、打印机、报警器及各种控制信号。信号。五、图像处理系统第一节：图像处理系统的定义第二节：图像处理系统分类n n嵌入式图像处理系统：直接将图像处理系统集成到芯片中，结构与功能相对比较简单。n n基于PC的视觉系统：需要在PC环境中才能运行，结构及功能复杂，且可多路并行处理。有些图像处理系统还可以在其基础进行二次开发。第二节：图像处理系统分类六、机器视觉系统实施步骤1.1.需求了解需求了解/分析分析/确认；（前期要多沟通，因为客户可能确认；（前期要多沟通，因为客户可能对机器视觉缺乏了解，期望过高）对机器视觉缺乏了解，期望过高）2.2.样品准备样品准备/测试；（需求客户密切配合，不是所有问题都测试；（需求客户密切配合，不是所有问题都能检测）能检测）3.3.系统软系统软/硬件选型；（性价比最高）硬件选型；（性价比最高）4.4.系统开发设计：（按项目管理方法进行）系统开发设计：（按项目管理方法进行）5.5.现场调试现场调试/大量测试；（必不可少，降低漏检与误判，需大量测试；（必不可少，降低漏检与误判，需要客户配合）要客户配合）6.6.系统局部修改与完善；（比较耗时）系统局部修改与完善；（比较耗时）7.7.系统验收；系统验收；8.8.人员培训与系统维护。人员培训与系统维护。六、机器视觉系统实施步骤需求了解/分析/确认；（前期要多沟通谢谢！再见！深圳市圆融精密电子有限公司张永高谢谢！再见！