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入門篇CCD（像素）與圖像處理的基礎(chǔ)知識(shí)
2017-05-11
您對(duì)于圖像處理（照相機(jī)檢查）感興趣嗎？您是否想過(guò)將生產(chǎn)線上的目視檢查變成自動(dòng)化檢查？您是否曾經(jīng)由于難以實(shí)施而取消了引進(jìn)圖像處理設(shè)備的計(jì)劃？如果您對(duì)于上述任何一個(gè)問(wèn)題回答了“是”，那么，請(qǐng)您一定要閱讀一下本資料
1 - 1 圖像傳感器的典型應(yīng)用
圖像處理的一個(gè)長(zhǎng)處是可以在平面上對(duì)于檢查對(duì)象進(jìn)行處理。因此，圖像處理被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)檢查，用來(lái)取代目視檢查或目視確認(rèn)。
1 - 2 關(guān)于攝像元件 CCD
數(shù)碼相機(jī)的構(gòu)造與傳統(tǒng)的膠片式相機(jī)（模擬式）基本相同。所不同的是數(shù)碼相機(jī)中使用被稱為 CCD 的光電轉(zhuǎn)換元件代替膠片，圖像則作為數(shù)字信息采入。CCD 即相當(dāng)于模擬式相機(jī)的膠片，那么它又是如何將圖
像轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的呢CCD 是英語(yǔ) Charge Coupled Device（電荷耦合元件）的縮寫(xiě)，是一種將圖像轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的半導(dǎo)體元件。大小約為長(zhǎng)寬各 1 厘米左右，由類似棋盤(pán)的格狀排列的小像素 (pixel) 組成。用相機(jī)拍攝風(fēng)景時(shí)，拍攝對(duì)象發(fā)出的光通過(guò)鏡頭在 CCD 上成像。光到達(dá) CCD 的某個(gè)像素時(shí)，將根據(jù)光的強(qiáng)度產(chǎn)生相應(yīng)的電荷。將該電荷的大小讀取為電信號(hào)，即可獲得各像素上光的強(qiáng)度（濃度值）。換言之，每個(gè)像素都是一個(gè)可以檢測(cè)光強(qiáng)度的傳感器（光電二極管）。所謂 200 萬(wàn)像素 CCD 就是一個(gè)由 200 萬(wàn)個(gè)光電二極管構(gòu)成的集合體。
在檢測(cè)位置及檢測(cè)物體的尺寸均已確定的情況下，使用一個(gè)光電傳感器就可以檢測(cè)該位置是否存在該物體。但是，在生產(chǎn)線上的位置不確定、工件有不同尺寸，或者不只是檢查工件是否存在，而是要測(cè)量工件大小、尺寸時(shí)，則使用一個(gè)光電傳感器是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。通過(guò)使用由數(shù)十萬(wàn)或數(shù)百萬(wàn)個(gè)傳感器構(gòu)成的 CCD，可以實(shí)現(xiàn)包括第一頁(yè)中所述的四種檢查在內(nèi)的多種檢查或檢測(cè)。
CCD 是數(shù)十萬(wàn)—數(shù)百萬(wàn)個(gè)傳感器的集合體。使用 CCD 可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)傳感器所不能實(shí)現(xiàn)的多種檢查/檢測(cè)目的
1 - 3 圖像處理中像素?cái)?shù)據(jù)的活用方法：
前面談到，CCD 的各像素可以檢測(cè)光強(qiáng)度并使之?dāng)?shù)字化，而利用數(shù)十萬(wàn)到數(shù)百萬(wàn)個(gè)這樣的數(shù)據(jù)就可以實(shí)現(xiàn)圖像處理。不知道大家是否可以理解？作為本講的最后部分，下面將簡(jiǎn)單說(shuō)明一下各像素將光強(qiáng)度作為何種數(shù)據(jù)傳給控制器、而控制器又是如何處理這樣的數(shù)據(jù)的。
入 門 篇 的 總 結(jié)：
圖像處理器可以利用攝像元件 CCD 中各像素的 256 級(jí)濃度數(shù)據(jù)，檢測(cè)面積（即像素?cái)?shù)量）、位置（即濃度變化點(diǎn)）及損傷（濃度變化量）等。通過(guò)高像素化（增加信息量）及高速化（更利于生產(chǎn)線作業(yè)），可以使圖像處理器更好地應(yīng)用于各種生產(chǎn)活動(dòng)中
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