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初级篇 选择镜头的基础知识及对于图像处理的影响

2017年05月11日


2 - 1 图像传感器的典型应用
图像处理过程大致可分为如下四步:
1 拍 摄 按下快门,拍摄图像
2 传 送将图像数据由照相机传送到控制器。
3 处 理 前处理: 对于图像数据进行加工,使其特征更加明显。测算处理: 根据图像数据对于损伤、尺寸等进行测算 
4 输出结果 将处理结果以信号的方式输出到相连的控制装置 (PLC 等)。

  大多数图像传感器制造商在产品目录中,对于第三步 “处理” 做了更多的说明。这表明这些厂家更重视控制器的处理能力。实际上,第一步“拍摄”才是得到正确、稳定的图像处理效果所必需的最主要的步骤。而这一步的关键在于“ 镜头和照明的选择” 在初级篇中,笔者将以 “镜头的选择” 为中心,介绍有关拍摄的知识。
2 - 2 镜头的基础知识及选择方法
1 镜头的结构
  照相机的镜头由多个镜片和光圈/调焦装置构成。根据监视画面进行光圈调整和调焦,可以得到“明亮、清晰”的图像。(有些镜头的调整装置是固定的)※选择镜头时, 视野、焦距、焦点、失真 等都是需要考虑的因素。下面将只介绍最常用的 “根据视野选择镜头的方法” 以及 “如何得到对焦良好的画面”(增加景深的方法)这2点。



  4 不同镜头性能造成对比度的差别右图是使用本公司生产的高分辨率镜头 “CA-LH16” 和标准镜头 “CV-L16” 拍摄的同一物体的图像。由于镜头的材料及构造的不同,造成图像质量也不相同。根据用途选择高分辨的镜头,可以得到高对比度的图像。
  右图所示是采用本公司生产的 24 万像素照相机和 200 万像素照相机拍摄同一画面后,再经电脑放大后的图像。可以看到,使用 200 万像素照相机拍摄的图像更利于读取文字。这意味着成像质量可以直接影响图像处理的精度。因此,应该根据使用目的,选择适宜的照相机。

5 镜头的扭曲(失真)
  镜头的失真度是拍摄图像的中央部分与周围部分的变化比率。由于存在像差,拍摄图像的周边部分会发生某种程度的扭曲现象。失真可分为桶形失真和枕形失真两类。表示失真度的数值(绝对值)越小,则镜头的精度越高。在测量尺寸时,应使用失真度小的镜头。一般说来,长焦距镜头的失真度会相对小一些。
初 级 篇 总 结
拍摄图像的质量是图像处理的基础。在了解了选择镜头的基础知识后,可以拍摄出:
・视野适宜,
・图像整体聚焦良好,
・亮度、目标物和背景对比度俱佳的清晰图像。
 

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