初級篇 選擇鏡頭的基礎知識及對于圖像處理的影響
2017-05-11
2 - 1 圖像傳感器的典型應用
圖像處理過程大致可分為如下四步：
1 拍 攝 按下快門，拍攝圖像
2 傳 送將圖像數(shù)據(jù)由照相機傳送到控制器。
2 傳 送將圖像數(shù)據(jù)由照相機傳送到控制器。
3 處 理 前處理: 對于圖像數(shù)據(jù)進行加工，使其特征更加明顯。測算處理: 根據(jù)圖像數(shù)據(jù)對于損傷、尺寸等進行測算
4 輸出結果 將處理結果以信號的方式輸出到相連的控制裝置 （PLC 等）。
大多數(shù)圖像傳感器制造商在產(chǎn)品目錄中，對于第三步 “處理” 做了更多的說明。這表明這些廠家更重視控制器的處理能力。實際上，第一步“拍攝”才是得到正確、穩(wěn)定的圖像處理效果所必需的最主要的步驟。而這一步的關鍵在于“ 鏡頭和照明的選擇” 在初級篇中，筆者將以 “鏡頭的選擇” 為中心，介紹有關拍攝的知識。
2 - 2 鏡頭的基礎知識及選擇方法
1 鏡頭的結構
照相機的鏡頭由多個鏡片和光圈/調(diào)焦裝置構成。根據(jù)監(jiān)視畫面進行光圈調(diào)整和調(diào)焦，可以得到“明亮、清晰”的圖像。（有些鏡頭的調(diào)整裝置是固定的）※選擇鏡頭時， 視野、焦距、焦點、失真 等都是需要考慮的因素。下面將只介紹最常用的 “根據(jù)視野選擇鏡頭的方法” 以及 “如何得到對焦良好的畫面”（增加景深的方法）這2點。
4 不同鏡頭性能造成對比度的差別右圖是使用本公司生產(chǎn)的高分辨率鏡頭 “CA-LH16” 和標準鏡頭 “CV-L16” 拍攝的同一物體的圖像。由于鏡頭的材料及構造的不同，造成圖像質量也不相同。根據(jù)用途選擇高分辨的鏡頭，可以得到高對比度的圖像。
右圖所示是采用本公司生產(chǎn)的 24 萬像素照相機和 200 萬像素照相機拍攝同一畫面后，再經(jīng)電腦放大后的圖像?？梢钥吹?，使用 200 萬像素照相機拍攝的圖像更利于讀取文字。這意味著成像質量可以直接影響圖像處理的精度。因此，應該根據(jù)使用目的，選擇適宜的照相機。
5 鏡頭的扭曲（失真）
鏡頭的失真度是拍攝圖像的中央部分與周圍部分的變化比率。由于存在像差，拍攝圖像的周邊部分會發(fā)生某種程度的扭曲現(xiàn)象。失真可分為桶形失真和枕形失真兩類。表示失真度的數(shù)值（絕對值）越小，則鏡頭的精度越高。在測量尺寸時，應使用失真度小的鏡頭。一般說來，長焦距鏡頭的失真度會相對小一些。
初 級 篇 總 結
拍攝圖像的質量是圖像處理的基礎。在了解了選擇鏡頭的基礎知識后，可以拍攝出：
・視野適宜，
・圖像整體聚焦良好，
・亮度、目標物和背景對比度俱佳的清晰圖像。
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