機器視覺實習(xí)日記

機器視覺實習(xí)日記學(xué)習(xí)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(xí)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(yīng)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(xué)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(fù)雜的算法，復(fù)雜的算法華而不實，在工業(yè)應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)，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