機(jī)器視覺系統(tǒng)包括三個(gè)主要部分:工業(yè)相機(jī)、采集卡和存儲(chǔ)并分析圖像以提取信息的計(jì)算機(jī)(或圖像處理器)。圖像處理器和采集卡屬于相對(duì)容易選擇的電子裝置,它們的主要參數(shù)是存儲(chǔ)能力和處理速度。工業(yè)相機(jī)是這些系統(tǒng)中情況*為復(fù)雜的部分?,F(xiàn)代的工業(yè)模擬相機(jī)和工業(yè)數(shù)字相機(jī)采用電荷耦合器件(CCD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)芯片來捕獲圖像并生成電子信號(hào)發(fā)送給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。
工業(yè)相機(jī)按照掃描方式可以分為隔行掃描工業(yè)相機(jī)、逐行掃描工業(yè)相機(jī)。
其中大多數(shù)顯示器和工業(yè)相機(jī)都是以隔行方式掃描,但實(shí)際上人眼看來仍然像一個(gè)平滑的圖像,工業(yè)相機(jī)一般先獲取圖像的奇數(shù)行,對(duì)于CCIR標(biāo)準(zhǔn),工業(yè)相機(jī)在1/50秒后再獲取偶數(shù)行,而對(duì)于EIA標(biāo)準(zhǔn),在1/60秒后再獲取偶數(shù)行。絕大多數(shù)工業(yè)相機(jī)都是間隔式轉(zhuǎn)移的,即隔行掃描,當(dāng)用來拍攝運(yùn)動(dòng)物體時(shí),就會(huì)出現(xiàn)梳狀效應(yīng)。為消除這種效應(yīng),可以只采集一半的圖像(只使用奇數(shù)行或偶數(shù)行),如果要求完全的分辨率,必須利用逐行掃描工業(yè)相機(jī)。
在機(jī)器視覺系統(tǒng)應(yīng)用中,物體通常移動(dòng)很快。當(dāng)利用隔行掃描工業(yè)相機(jī)時(shí),在兩場之間可能物體都有移動(dòng),結(jié)果就會(huì)是一副模糊的圖像,就像是兩次曝光或者是在垂直邊緣有梳狀效應(yīng)。為了解決這種影響,可以將隔行掃描工業(yè)相機(jī)設(shè)成只掃描一個(gè)場,這樣垂直分辨率將會(huì)減半,而幀采集速率將會(huì)提高一倍,工業(yè)相機(jī)的這種操作被稱為場模式,或者非隔行輸出,對(duì)許多機(jī)器視覺系統(tǒng)應(yīng)用都很有用。場模式還能夠提供敏感度加倍的好處,由垂直像素BINNING得到(像素BINNING是指CCD傳感器的一個(gè)特殊讀出模式,傳感器將2個(gè)或多個(gè)像素綁定到一起鎖定,從多個(gè)像素積累的電荷求和),場模式雖然可以提高幀速度、敏感性以及信噪比,但會(huì)降低分辨率,在要求對(duì)快速運(yùn)動(dòng)的物體完全垂直分辨率的應(yīng)用中,應(yīng)該使用逐行掃描工業(yè)相機(jī)。
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