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中級篇 彩色照相機的效果與預(yù)處理
2017-05-11
可以看到，當(dāng)工件表面為有光澤的曲面時，使用黑白照相機并不能得到類似人眼所觀察到的圖像處理效果。從上面的實物圖像可以看到，造成這種現(xiàn)象的原因是標(biāo)簽的亮度不均勻。如果使用彩色照相機，就可以如右圖一樣，只提取標(biāo)簽的金色部分。這是因為，與采用亮度作為處理標(biāo)準(zhǔn)的黑白照相機不同，彩色照相機使用色相（色調(diào)）數(shù)據(jù)進行圖像處理。
當(dāng)前，圖像傳感器主要使用黑白照相機。在某些情況下，并不能得到良好的檢查效果。對于這些情況，如果使用彩色照相機則往往可以實現(xiàn)穩(wěn)定的檢查。在前面三講中，主要介紹了與 拍攝（圖像攝制） 相關(guān)的內(nèi)容。本講將介紹與圖像的“預(yù)處理”相關(guān)的內(nèi)容。所謂預(yù)處理就是指通過使用拍攝效果近似人眼觀察效果的“彩色照相機”以及控制器對于圖像進行穩(wěn)定的圖像處理。
4 - 2 彩色照相機是什么
對于使用圖像傳感器的彩色照相機，其中一種是俗稱 單板式 的 CCD。為了得到彩色圖像，需要三原色（RGB）信息。CCD 的每一個像素都貼有一種三原色（R、G 或 B）的濾鏡。這樣，每個像素就可以將 R、G 或 B 的 256 級濃淡數(shù)據(jù)傳送給控制器。控制器利用這些數(shù)據(jù)進行彩色圖像處理。
關(guān)于比色體系
一種用數(shù)值表示顏色的體系，通常用含有三個軸的三維圖表加以表示。比色系統(tǒng)有許多種類，其中采用色調(diào)（Hue）、飽和度（Saturation）及亮度（Value）等 3 要素的 HSV 模式最接近人眼的觀察效果，因此最適于圖像處理。
4 - 3 彩色二值化處理
黑白照相機使用256級濃淡信息。與此相比，彩色照相機使用 R、G、B 三種顏色的各 256 級濃淡信息。這意味著彩色照相機有 256×256×256=16777216 級濃淡信息，是黑白照相機的 8 萬倍，因此使用彩色照相機可以檢測出更多的細節(jié)。所謂彩色二值化處理是指從約 1677 萬級顏色中只選擇指定顏色范圍的處理方法。
4 - 3 總結(jié)
彩色照相機通過利用 R、G、B 各 256 級濃淡數(shù)據(jù)（即 1677 萬級濃淡數(shù)據(jù)），可以檢測出黑白照相（256級濃淡數(shù)據(jù)）檢測不到的顏色差異，因此能夠進一步擴大圖像傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域。
4 - 4 彩色濃淡處理
彩色照相機的信息量是黑白照相機的 8 萬倍。如果對于這些信息全部進行處理，則需要大量的時間。而用于高速生產(chǎn)線的圖像傳感器需要以百分之一秒的時間單位進行圖像處理。另外，在一些不適于采用二值化處理的應(yīng)用中（例如形狀搜索、表面損傷檢查等），由于信息量過大，會形成干擾，從而使特征點變得不清晰。為了解決這些問題，我們開發(fā)了一種新的預(yù)處理功能，即“彩色濃淡處理”
4 - 4 的總結(jié)
使用彩色照相機的優(yōu)點是可以得到大量的數(shù)據(jù)。其缺點是處理大量數(shù)據(jù)需要更長的時間。為了解決這個問題，我們開發(fā)了一種新的預(yù)處理方法，即“彩色濃淡處理”。采用這種方法，可以在使用彩色照相機的情
況下實現(xiàn)以百分之一秒為時間單位的高速圖像處理
4 - 6 其它預(yù)處理
各種圖像傳感器根據(jù)其使用目的的不同，會具有不同的預(yù)處理功能。利用這些功能，可以將圖像轉(zhuǎn)換成最適宜的圖像。這些功能不僅適用于黑白照相機，同時還適用于經(jīng)彩色二值化處理、彩色濃淡處理后的彩色照相機。下面將介紹其中幾種預(yù)處理功能。
中級篇總結(jié)
拍攝（即“拍出清晰的畫面”）是圖像處理的基礎(chǔ)。使用彩色照相機可以識別與人眼觀察效果相近的顏色差異。另外，通過利用預(yù)處理功能，還可以將圖像加工成最適于檢查的圖像。在進行損傷檢查、尺寸測量等正式處理之前，通過優(yōu)化攝影及預(yù)處理，可以實現(xiàn)穩(wěn)定的檢查效果。
拍攝（即“拍出清晰的畫面”）是圖像處理的基礎(chǔ)。使用彩色照相機可以識別與人眼觀察效果相近的顏色差異。另外，通過利用預(yù)處理功能，還可以將圖像加工成最適于檢查的圖像。在進行損傷檢查、尺寸測量等正式處理之前，通過優(yōu)化攝影及預(yù)處理，可以實現(xiàn)穩(wěn)定的檢查效果。
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