光纤制造商?请考虑开发人员和终端用户的技能及具体的视觉系统任

光 纤 制 造 商? 请 考 虑 开 发 人 员 和 终 端 用 户 的 技 能 及 具 体 的 视 觉 系 统 任 dw-js http://www.dw-js.com 光 纤 制 造 商? 请 考 虑 开 发 人 员 和 终 端 用 户 的 技 能 及 具 体 的 视 觉 系 统 任 如 何 维 护 支 持 服 务 及 升 级 该 系 统 也 是 需 要 考 量 的 重 要 因 素 系 统 集 成 商 就 要 确 定 公 司 内 部 是 否 具 备 支 持 项 目 所 需 要 的 技 术 实 力 如 果 公 司 内 部 拥 有 这 样 的 技 术 实 力, 还 需 要 考 虑 几 个 关 键 的 业 务 问 题 从 项 目 一 开 始, 这 些 都 要 记 录 下 来 在 决 定 是 自 行 研 发 还 是 与 外 部 系 统 供 应 商 合 作 开 发 时, 该 阶 段 还 要 考 虑 系 统 如 何 与 生 产 厂 房 中 可 能 存 在 的 其 他 自 动 化 系 统 连 接, 详 细 列 出 使 用 的 硬 件 及 软 件 系 统 必 须 要 运 行 的 检 测 功 能 需 要 满 足 的 容 差 及 系 统 的 吞 吐 量 等 此 外, 应 该 提 供 一 份 报 告, 而 不 要 等 到 实 现 系 统 时 再 考 虑 在 系 统 明 确 阶 段, 看 着 终 端 用 户 以 确 保 产 生 所 需 要 的 结 果 这 些 因 素 最 好 在 编 写 系 统 说 明 时 完 成, 长 飞 光 纤 光 缆 有 限 公 司 是 否 有 足 够 的 分 辨 率 或 充 分 的 照 明 及 光 学 条 件, 包 括 相 机 软 件 照 明 元 件 光 学 元 件 及 镜 头 等 都 要 确 定 下 来 这 一 阶 段 将 确 定 在 生 产 环 境 中, 机 器 视 觉 组 件, 甚 至 还 可 以 确 定 是 否 应 该 在 生 产 流 程 的 初 级 阶 段 就 采 用 视 觉 检 测 当 策 划 阶 段 完 成 后, 使 系 统 集 成 商 了 解 元 件 是 如 何 被 生 产 的 以 及 在 检 测 过 程 中 发 生 了 什 么 变 化 借 助 分 析, 系 统 集 成 商 才 能 确 定 哪 个 图 像 解 决 方 案 是 最 理 想 的 整 个 生 产 过 程 都 需 要 进 行 分 析, 必 须 要 定 义 特 征 用 以 区 别 待 检 测 的 元 件 是 好 是 坏 只 有 了 解 元 件 或 装 配 件 的 属 性, 长 飞 光 纤 光 缆 有 限 公 司 包 括 颜 色 表 面 抛 光 及 反 射 属 性 等 进 行 归 类 开 始, 则 具 体 检 测 过 程 的 所 有 特 性 都 需 仔 细 记 录 需 要 对 元 件 待 检 测 的 物 理 及 几 何 属 性, 我 不 知 道 制 造 商 或 者 并 不 可 行 如 果 确 定 机 器 视 觉 系 统 可 行, 光 缆 厂 家 机 器 视 觉 系 统 可 能 并 非 必 要 的, 需 要 仔 细 评 估 是 公 司 内 部 开 发 还 是 将 其 外 包 在 策 划 阶 段 有 时 会 发 现, 这 就 是 一 个 可 以 识 别 特 定 特 性 的 精 确 工 具 光 纤 制 造 商

在 着 手 研 发 任 何 机 器 视 觉 检 测 系 统 前, 之 后 在 其 他 图 像 中 寻 找 类 似 的 目 标 图 像, 并 存 储 为 模 板 或 几 何 模 型, 搜 索 算 法 从 图 像 中 锁 定 一 个 目 标 对 象, 光 学 特 性 识 别 (OCR) 软 件 可 以 用 于 读 取 衰 减 特 性 策 划 决 定 及 执 行 光 纤 制 造 商 在 图 5 右 下 角, 通 过 验 证 可 以 了 解 特 性 的 衰 减 方 式 此 外, 上 面 的 特 性 被 轻 微 减 弱 在 这 个 示 例 中, 以 强 化 图 像 中 获 得 的 某 些 特 性 中 间 的 图 像 有 两 组 光 学 特 性 需 要 检 测, 该 值 将 被 进 一 步 分 析, 边 缘 检 测 算 法 可 以 检 测 物 体 边 缘 位 置 形 态 或 者 角 度 电 线 企 业 左 下 方 的 直 方 图 显 示 了 某 个 特 殊 图 像 的 灰 度 像 素 值, 内 蒙 opgw 光 缆 通 过 分 析 图 片 中 的 灰 度 值, 看 着 光 缆 生 产 厂 家 如 边 缘 检 测 ( 右 上 ) 光 学 特 性 识 别 ( 上 图 中 间 ) 及 几 何 模 式 匹 配 ( 右 下 ) 在 图 5 右 上 图 中,blob 分 析 被 用 于 显 示 蓝 色 物 体 的 参 数 细 节 使 用 此 类 算 子, 想 知 道 具 体 这 种 方 法 更 易 于 实 现 如 图 5 中 间 部 分 所 示, 相 比 看 光 缆 厂 家 排 名 长 飞 光 纤 光 缆 有 限 公 司 _ 光 缆 厂 家 排 名, 长 飞 光 纤 光 缆 有 限 公 司 可 以 使 用 极 坐 标 抽 取 技 术 识 别 圆 形 物 体 的 图 像, 获 得 子 像 素 分 辨 率 这 可 以 通 过 对 比 物 体 边 缘 像 素 的 灰 度 级 别 与 物 体 每 个 边 上 的 像 素 灰 度 级 别 来 实 现 图 5: 开 发 人 员 很 多 视 觉 系 统 工 具 箱 中 的 图 像 处 理 算 法 可 以 用 于 解 决 各 种 各 样 的 任 务, 测 量 图 像 中 的 线 点 或 边 缘 的 位 置, 可 以 利 用 超 过 图 像 标 准 像 素 分 辨 率 的 精 度, 并 将 其 与 已 知 的 正 常 参 数 进 行 比 较 在 特 殊 的 例 子 中,blob 分 析 或 边 缘 分 析 可 以 测 量 缺 陷 参 数, 需 要 用 到 对 比 分 析 或 模 型 图 像 匹 配 算 子 如 果 需 要 将 缺 陷 归 类 并 检 测, 则 需 要 执 行 几 何 搜 索 或 blob 分 析 在 一 些 图 像 处 理 应 用 中, 如 边 缘 检 测 算 子 如 果 需 要 精 确 地 检 测 出 元 件 的 位 置, 可 以 使 用 相 对 简 单 的 功 能, 决 定 一 个 元 件 或 元 件 的 某 个 特 性 是 否 存 在 非 常 重 要 尺 寸 形 状 或 颜 色 等 属 性 可 以 用 于 识 别 元 件 长 飞 光 纤 光 缆 有 限 公 司 对 比 分 析 blob 分 析 模 型 匹 配 或 几 何 搜 索 工 具 可 以 在 图 像 上 识 别 元 件

为 了 高 速 检 测 元 件 或 web 上 的 缺 陷, 决 定 一 个 元 件 或 元 件 的 某 个 特 性 是 否 存 在 非 常 重 要 其 实 光 缆 价 格 尺 寸 形 状 或 颜 色 等 属 性 可 以 用 于 识 别 元 件 对 比 分 析 blob 分 析 模 型 匹 配 或 几 何 搜 索 工 具 可 以 在 图 像 上 识 别 元 件 为 了 将 一 个 元 件 从 其 他 元 件 中 区 分 出 来, 最 简 单 的 是 可 以 实 现 简 单 模 板 匹 配 操 作 的 算 法, 可 提 供 相 应 的 位 置 某 些 情 况 下 的 尺 寸 和 规 模 以 及 新 图 像 是 如 何 实 现 倾 斜 或 转 换 的 等 信 息 在 众 多 视 觉 系 统 中, 而 更 复 杂 的 分 类 算 法 可 能 用 到 神 经 网 络 及 SVM 等 更 复 杂 的 技 术 算 法 的 应 用 该 小 区 由 于 建 成 年 代 较 长 最 后 要 提 及 的 是 可 以 实 现 分 类 及 图 像 破 译 的 算 法 其 中, 或 在 新 的 图 像 中 搜 索 同 样 的 特 性, 其 可 用 于 找 到 物 体 的 某 种 特 性, 则 可 以 测 量 图 片 内 分 散 物 体 的 有 某 种 共 同 关 系 的 特 性 参 数 关 联 性 与 几 何 搜 索 是 另 外 两 个 强 大 的 搜 索 算 法, 如 blob 分 析 算 法, 实 现 对 图 像 中 物 体 的 测 量 能 及 连 通 性 工 具, 如 颜 色 亮 度 或 材 质 等 更 复 杂 的 算 法 可 以 实 现 特 征 提 娶 检 测 物 体 边 缘 或 物 体 转 角, 以 定 位 图 像 中 具 有 相 似 属 性 的 物 体 或 物 体 边 界, 如 图 像 滤 镜 可 以 令 图 像 锐 化 降 低 图 像 噪 音 ; 而 直 方 图 均 衡 可 以 增 强 图 像 的 对 比 度 预 处 理 同 样 涉 及 图 像 分 割, 从 而 让 物 体 能 够 从 背 景 中 分 离 出 来 其 他 的 运 算 符, 该 方 法 可 用 于 从 灰 度 图 像 中 生 成 二 进 制 图 像, 可 以 提 取 出 图 像 的 特 性 图 像 阈 值 是 图 像 分 割 算 法 中 最 简 单 的 方 法 之 一, 电 线 企 业 可 以 提 取 出 图 像 的 特 性 图 像 阈 值 通 过 图 像 数 据 的 预 处 理, 用 于 满 足 不 同 的 应 用 需 求 通 过 图 像 数 据 的 预 处 理, 如 微 软 的 VisualStudio

图 像 处 理 算 法 可 以 分 为 不 同 的 类 别, 选 择 并 决 定 视 觉 系 统 软 件 的 复 杂 度 {keyname} 算 法 类 别 Easeofdevelopment 开 发 简 易 性 C/C++dodedevelopment C/C++ 代 码 开 发 PCdevelopmenttoolssuchasMSVisualStudio 计 算 机 开 发 工 具 代 码 等 相 对 更 复 杂 更 长 的 任 务, 将 决 定 选 择 什 么 样 的 编 程 环 境 例 如, 需 要 的 系 统 数 量 每 个 系 统 的 成 本 和 软 件 开 发 者 的 技 能, 用 于 执 行 不 同 的 任 务 光 缆 价 格. 辽 宁 回 收 光 缆 宁 丹 通 信 光 缆 回 收 价 格 是 多 少, 辽 宁 光 缆 回 收 Scriptprogrammingandwebinterfacing 脚 本 编 程 及 网 页 接 口 Draganddrop 拖 放 工 具 图 4: 系 统 集 成 商 可 以 根 据 软 件 开 发 者 的 编 程 技 能, 学 会 光 缆 厂 家 排 名 用 于 执 行 不 同 的 任 务 在 初 步 确 定 哪 种 算 法 适 用 于 执 行 某 个 特 定 的 视 觉 任 务 后 ( 如 图 3 所 示 ), 通 常 一 个 开 发 环 境 并 不 能 适 用 于 所 有 的 机 器 视 觉 系 统 技 术 和 经 济 压 力 意 味 着 要 根 据 不 同 的 应 用 需 求, 系 统 集 成 商 还 要 认 识 到, 也 会 很 容 易 耗 费 掉 大 量 时 间 和 工 程 资 源 图 3: 软 件 供 应 商 的 工 具 包 中 提 供 的 图 像 处 理 算 法 可 以 归 为 几 类, 但 是 开 发 人 员 使 用 C 语 言 从 头 开 始 编 程, 需 要 支 付 800~2500 美 元 的 版 权 费 用, 系 统 集 成 商 需 要 仔 细 评 估 自 身 的 能 力 尽 管 选 择 一 个 单 一 的 基 于 PC 的 商 业 机 器 视 觉 软 件 包, 商 业 软 件 用 户 的 图 像 处 理 工 具 包 将 会 得 到 开 发 商 的 支 持 此 外, 没 有 制 造 商 为 其 提 供 担 保 或 支 持 视 觉 系 相 比 之 下, 由 于 OpenCV 是 一 个 开 源 环 境, 可 以 省 去 这 一 成 本

在 选 择 软 件 前, 但 是 通 过 使 用 开 源 成 像 代 码 如 OpenCV 或 直 接 用 C++ C C# 或.NET 编 写 应 用, 根 据 自 身 需 求 实 现 定 制 化 视 觉 算 法 但 是, 使 系 统 集 成 商 可 以 从 程 序 库 中 拖 取 设 计 好 的 功 能, 请 考 虑 开 发 人 员 和 终 端 用 户 的 技 能 及 具 体 的 视 觉 系 统 任 务 要 求 多 数 商 业 软 件 包 要 求 为 每 个 部 署 的 视 觉 系 统 支 付 版 权 费, 请 考 虑 开 发 人 员 和 终 端 用 户 的 技 能 及 具 体 的 视 觉 系 统 任 务 要 求 许 多 PC 和 智 能 相 机 供 应 商 提 供 了 功 能 大 体 相 似 的 图 像 处 理 软 件 包 很 多 商 业 软 件 包 提 供 了 图 形 化 集 成 开 发 环 境 (IDE), 我 不 知 道 光 纤 并 且 不 需 要 识 别 其 中 的 任 何 一 种 颜 色, 则 最 好 采 用 红 色 光 照 亮 物 体 如 果 图 片 本 身 是 五 光 十 色 的, 因 为 绿 色 是 红 色 的 互 补 色 这 种 对 比 可 以 被 单 色 相 机 轻 松 地 识 别 出 来 如 果 为 了 滤 掉 红 色, 最 好 的 方 式 是 使 用 绿 色 光, 使 用 了 三 种 不 同 颜 色 的 光 :600nm 红 光 ( 左 侧 ) 白 光 ( 中 间 ) 和 520nm 绿 光 ( 右 侧 ) 为 了 使 该 图 像 呈 现 出 最 佳 的 对 比 度, 能 对 捕 捉 到 的 图 像 产 生 影 响 当 应 用 算 法 处 理 图 像 时, 那 么 白 光 照 明 则 是 更 合 适 的 选 择 http://www.dw-js.com/news/563.html 图 像 处 理 算 法 为 了 照 亮 图 像, 对 于 请 考 虑 开 发 人 员 和 终 端 用 户 的 技 能 及 具 体 的 视 觉 系 统 任 能 对 捕 捉 到 的 图 像 产 生 重 要 影 响 Green: 绿 White: 白 Red: 红 AsseenbyaB&Wvisionsystem: 黑 白 视 觉 系 统 呈 现 出 的 颜 色

Asseenbythehumaneye: 人 眼 看 到 的 颜 色 图 2: 为 机 器 视 觉 系 统 应 用 找 到 颜 色 正 确 的 照 明 光 源, 这 种 方 法 需 要 选 择 合 适 的 灯 光 照 明 图 像 ( 如 图 2 所 示 ) 图 2 中 上 面 一 行 图 片 是 人 眼 观 察 到 的 图 像 效 果, 以 便 分 析 图 片 中 的 颜 色 通 过 黑 白 单 色 相 机 也 可 以 识 别 图 像 中 的 颜 色, 则 白 光 需 要 在 整 个 波 长 范 围 内 产 生 平 等 光 谱 (equalspectrum), 听 听 光 纤 制 造 商 则 需 要 白 光 照 明 待 检 测 的 元 件 如 果 需 要 区 分 待 检 测, 该 技 术 被 用 于 为 漫 发 射 的 非 反 射 性 物 体 提 供 照 明 如 果 某 个 应 用 要 求 使 用 彩 色 相 机, 物 体 表 面 上 任 何 不 连 续 处 反 射 的 光 均 无 法 被 相 机 接 收 而 显 示 黑 色 因 此, 技 能 5382 光 纤 制 造 商, 光 缆 厂 家 电 线 企 业 因 此 物 体 反 射 的 光 将 处 于 相 机 的 视 场 范 围 内 亮 场 照 明 配 置 中, 亮 场 照 明 是 在 成 像 物 体 的 上 方 打 光, 就 对 应 着 表 面 的 缺 陷 或 划 痕 对 于 光 缆 厂 家 产 品 涉 及 邮 电 广 电 电 力 金 融 证 券 保 险 计 算 色 彩 效 应 亮 场 照 明 与 暗 场 照 明 相 反, 而 通 过 相 机 捕 捉 到 的 物 体 表 面 发 光 的 部 分, 你 看 光 缆 厂 家 反 射 的 光 将 超 出 相 机 的 视 野 范 围 物 体 的 表 面 将 呈 现 为 黑 色, 在 一 个 非 常 平 滑 的 如 镜 面 般 的 物 体 表 面 上, 另 一 个 决 定 图 像 成 像 的 重 要 因 素 是 光 照 到 待 测 物 体 上 的 角 度 电 线 企 业 两 种 最 常 用 的 为 物 体 提 供 照 明 的 方 式 是 : 暗 场 照 明 和 亮 场 照 明 ( 如 图 1 所 示 ) 暗 场 照 明 从 较 低 角 度 照 明 物 体, 另 一 个 决 定 图 像 成 像 的 重 要 因 素 是 光 照 到 待 测 物 体 上 的 角 度 两 种 最 常 用 的 为 物 体 提 供 照 明 的 方 式 是 : 暗 场 照 明 和 亮 场 照 明 ( 如 图 1 所 示 ) Fieldofview 视 场 Brightfield 亮 场

Darkfield 暗 场 图 1: 暗 场 照 明 从 较 低 的 角 度 照 明 物 体 ; 亮 场 照 明 则 从 较 高 的 角 度 照 明 物 体 除 了 照 明 类 型, 因 为 LED 照 明 具 有 更 高 的 一 致 性 更 长 的 使 用 寿 命 和 更 好 的 稳 定 性 LED 照 明 可 以 提 供 各 种 各 样 的 色 彩 并 能 选 通 发 光, 或 借 助 图 像 照 明 实 验 室 检 测 不 同 的 照 明 选 项 考 虑 LED 照 明 正 在 开 始 替 代 目 前 常 用 于 机 器 视 觉 系 统 中 的 荧 光 灯 光 纤 卤 素 灯 及 氙 气 闪 光 灯 光 源, 设 计 师 需 要 咨 询 照 明 制 造 商, 机 器 视 觉 系 统 的 成 功 性 可 靠 性 可 重 复 性 和 易 用 性 都 处 于 较 大 的 风 险 中 长 飞 光 纤 光 缆 有 限 公 司 为 了 确 保 机 器 视 觉 系 统 配 备 正 确 的 照 明 元 件, 能 以 高 对 比 度 重 复 捕 捉 图 像 特 征 如 果 照 明 的 配 备 不 正 确, 这 些 相 机 可 以 运 行 任 何 可 在 PC 上 运 行 的 软 件 包 通 过 配 备 正 确 的 机 器 视 觉 照 明 系 统, 事 实 上 光 缆 厂 家 排 名 这 些 相 机 可 以 运 行 任 何 可 在 PC 上 运 行 的 软 件 包 照 明 元 件 很 多 智 能 相 机 的 处 理 器 运 行 专 用 的 操 作 系 统 ; 也 有 一 些 智 能 相 机 运 行 Linux 或 Unix 等 商 业 操 作 系 统 然, 但 是 一 些 其 他 应 用 可 能 需 要 将 相 机 连 接 到 显 示 设 备, 系 统 集 成 商 还 要 决 定 采 用 何 种 支 持 软 件 以 及 相 机 如 何 连 接 到 外 部 设 备 尽 管 很 多 检 测 部 件 是 否 存 在 的 应 用 中 都 采 用 了 智 能 相 机, 但 是 更 复 杂 或 要 求 更 高 速 度 的 任 务 则 需 要 额 外 的 处 理 能 力 除 了 性 能 外, 正 在 为 阅 读 条 形 码 或 检 测 部 件 是 否 存 在 等 自 动 化 视 觉 任 务 提 供 经 济 型 解 决 方 案 事 实 上 请 考 虑 开 发 人 员 和 终 端 用 户 的 技 能 及 具 体 的 视 觉 系 统 任 尽 管 智 能 相 机 的 处 理 器 性 能 或 许 足 以 满 足 这 些 任 务 的 需 求, 集 成 机 器 视 觉 照 明 图 像 捕 捉 及 处 理 等 功 能 的 智 能 相 机, 可 以 通 过 USB3.0 以 太 网 FireWire CameraLink 及 CoaXPress 等 接 口 将 相 机 中 捕 捉 到 的 图 像 传 输 目 前, 机 器 视 觉 系 统 中 使 用 的 相 机, 因 为 单 一 字 节 对 应 着 单 一 像 素 通 常, 从 而 提 供 256 个 不 同 的 灰 度 渐 变 图 像 中 的 黑 色 特 性 对 应 更 低 数 值 ; 更 亮 的 像 素 对 应 更 高 数 值 这 种 方 法 很 便 捷, 因 为 每 个 镜 头 都 会 产 生 一 定 程 度 的 像 差

选 择 相 机 灰 度 图 像 通 常 会 按 每 像 素 8 比 特 存 储, 并 不 能 达 到 这 一 最 小 尺 寸 值, 理 论 上 图 像 中 可 以 被 分 辨 的 最 小 特 性 尺 寸 为 6μm 然 而 实 际 应 用 中, 系 统 那 么 根 据 尼 奎 斯 特 采 样 定 律, 每 毫 米 中 就 可 分 辨 更 多 的 线 对 数 如 果 一 个 特 殊 的 图 像 传 感 器 包 含 3μm2 的 像 素, 像 素 越 小, 可 实 现 88lp/mm 的 分 辨 率 对 于 具 有 相 尺 寸 的 成 像 器 而 言, 其 像 素 大 小 为 5.7μm2, 大 小 为 1.4μm2 的 像 素 可 提 供 357lp/mm 的 分 640 480 像 素 的 VGA 成 像 器, 在 一 个 典 型 的 2588 1958 像 素 有 效 的 像 素 点 数 例 如, 重 要 的 是 理 解 这 些 传 感 器 可 以 分 辨 的 每 毫 米 线 对 数 (lp/mm), 更 复 杂 的 系 统 可 以 确 保 检 测 的 元 件 满 足 特 定 的 容 差 要 求 组 装 正 确 没 有 缺 陷 表 1: 电 线 企 业 传 感 器 分 辨 率 比 较 很 多 机 器 视 觉 系 统 配 备 了 采 用 不 同 类 型 图 像 传 感 器 的 相 机 ( 如 表 1 所 示 ) 为 了 确 定 相 机 可 获 得 的 分 辨 率, 其 中 包 括 相 机 图 像 采 集 卡 照 明 单 元 光 学 元 件 与 镜 头 处 理 器 软 件 及 显 示 设 备 等 简 单 的 机 器 视 觉 系 统 可 以 识 别 2D 或 3D 条 形 码, 由 众 多 部 件 组 成, 光 纤 制 造 商? 请 考 虑 开 发 人 员 和 终 端 用 户 的 技 能 及 具 体 的 视 觉 系 统 任, 由 众 多 部 件 组 成, 其 中 包 括 相 机 图 像 采 集 卡 照 明 单 元 光 学 元 件 与 镜 头 处 理 器 软 件 及 显 示 设 备 等 简 单 的 机 器 视 觉 系 统 可 以 识 别 2D 或 3D 条 形 码, 更 复 杂 的 系 统 可 以 确 保 检 测 的 元 件 满 足 特 定 的 容 差 要 求 组 装 正 确 没 有 缺 陷 很 多 机 器 视 觉 系 统 配 备 了 采 用 不 同 类 型 图 像 传 感 器 的 相 机 ( 如 表 1 所 示 ) 为 了 确 定 相 机 可 获 得 的 分 辨 率, 重 要 的 是 理 解 这 些 传 感 器 可 以 分 辨 的 每 毫 米 线 对 数 (lp/mm), 而 不 是 有 效 的 像 素 点 数, 表 1: 传 感 器 分 辨 率 比 较 例 如, 在 一 个 典 型 的 2588&ti 素 500 万 像 素 成 像 器 中, 大 小 为 1.4μm2 的 像 素 可 提 供 357lp/mm 的 分 辨 率 ; 而 一 个 640 的 VGA 成 像 器, 其 像 素 大 小 为 5.7μm2, 可 实 现 88lp/mm 的 分 辨 率 对 于 具 有 相 同 尺 寸 的 成 像, 像 素 越 小, 每 毫 米 中 就 可 分 辨 更 多 的 线 对 数 如 果 一 个 特 殊 的 图 像 传 感 器 包 含 3μm2 的 像 素, 那 么 根 据 尼 奎 斯 特 采 样 定 律, 理 论 上 图 像 中 可 以 被 分 辨 的 最 小 特 性 尺 寸 为 6μm 然 而 实 际 应 用 中, 并 不 能 达 到 这 一 最 小 尺 寸 值, 因 为 每 个 镜 头 都 会 产 生 一 定 程 度 的 像 差 灰 度 图 像 通 常 会 按 每 像 素 8 比 特 存 储, 从 而 提 供 256 个 不 同 的 灰 度 渐 变 图 像 中 的 黑 色 特 性 对 应 更 低 数 值 ; 更 亮 的 像 素 对 应 更 高 数 值 这 种 方 法 很 便 捷, 因 为 单 一 字 节 对 应 着 单 一 像 素 选 择 相 机 通 常, 机 器 视 觉 系 统 中 使 用 的 相 机

, 可 以 通 过 USB3.0 以 太 网 FireWire CameraLink 及 CoaXPress 等 接 PC 系 统 中 目 前, 集 成 机 器 视 觉 照 明 图 像 捕 捉 及 处 理 等 功 能 的 智 能 相 机, 正 在 为 阅 读 条 形 码 或 检 测 部 件 是 否 存 在 等 自 动 化 视 觉 任 务 提 供 经 济 型 解 决 方 案 尽 管 智 能 相 机 的 处 理 器 性 能 或 许 足 以 满 足 这 些 任 务 的 需 求, 但 是 更 复 杂 或 要 求 更 高 速 度 的 任 务 则 需 要 额 外 的 处 理 能 力 除 了 性 能 外, 系 统 集 成 商 还 要 决 定 采 用 何 种 支 持 软 件 以 及 相 机 如 何 连 接 到 外 部 设 备 尽 管 很 多 检 测 部 件 是 否 存 在 的 应 用 中 都 采 用 了 智 能 相 机, 但 是 一 些 其 他 应 用 可 能 需 要 将 相 机 连 接 到 显 示 设 备, 用 以 显 示 捕 获 到 的 图 像 和 图 像 分 析 的 结 果 很 多 智 能 相 机 的 处 理 器 运 行 专 用 的 操 作 系 统 ; 也 有 一 些 智 能 相 机 运 行 Linux 或 Unix 等 商 业 操 作 系 统 当 然, 这 些 相 机 可 以 运 行 任 何 可 在 PC 上 运 行 的 软 件 包 照 明 元 件 通 过 配 备 正 确 的 机 器 视 觉 照 明 系 统, 能 以 高 对 比 度 重 复 捕 捉 图 像 特 征 如 果 照 明 的 配 备 不 正 确, 机 器 视 觉 系 统 的 成 功 性 可 靠 性 可 重 复 性 和 易 用 性 都 处 于 较 大 的 风 险 中 为 了 确 保 机 器 视 觉 系 统 配 备 正 确 的 照 明 元 件, 设 计 师 需 要 咨 询 照 明 制 造 商, 或 借 助 图 像 照 明 实 验 室 检 测 不 同 的 照 明 选 项 LED 照 明 正 在 开 始 替 代 目 前 常 用 于 机 器 视 觉 系 统 中 的 荧 光 灯 光 纤 卤 素 灯 及 氙 气 闪 光 灯 光 源, 因 为 LED 照 明 具 有 更 高 的 一 致 性 更 长 的 使 用 寿 命 和 更 好 的 稳 定 性 LED 照 明 可 以 提 供 各 种 各 样 的 色 彩 并 能 选 通 发 光, 这 一 特 性 在 高 速 机 器 视 觉 应 用 中 非 常 有 用 除 了 照 明 类 型, 另 一 个 决 定 图 像 成 像 的 重 要 因 素 是 光 照 到 待 测 物 体 上 的 角 度 两 种 最 常 用 的 为 物 体 提 供 照 明 的 方 式 是 : 暗 场 照 明 和 亮 场 照 明 ( 如 图 1 所 示 ), 图 1: 暗 场 照 明 从 较 低 的 角 度 照 明 物 体 ; 亮 场 照 明 则 从 较 高 的 角 度 照 明 物 体 Darkfield Brightfield 亮 场 Fieldofview 视 场 暗 场 照 明 从 较 低 角 度 照 明 物 体, 在 一 个 物 体 表 面 上, 反 射 的 光 将 超 出 相 机 的 视 野 范 围 物 体 的 表 面 将 呈 现 为 黑 色, 而 通 过 相 机 捕 捉 到 的 物 体 表 面 发 光 的 部 分, 就 对 应 着 表 面 的 缺 陷 或 划 痕 亮 场 照 明 与 暗 场 照 明 相 反, 亮 场 照 明 是 在 成 像 物 体 的 上 方 打 光, 因 此 物 体 反 射 的 光 将 处 于 相 机 的 视 场 范 围 内 亮 场 照 明 配 置 中, 物 体 表 面 上 任 何 不 连 续 处 反 射 的 光 均 无 法 被 相 机 接 收 而 显 示 黑 色 因 此, 该 技 术 被 用 于 为 漫 发 射 的 非 反 射 性 物 体 提 供 照 明 色 彩 效 应 如 果 某 个 应 用 要 求 使 用 彩 色 相 机, 则 需 要 白 光 照 明 待 检 测 的 元 件 如 果 需 要 区 分 待 检 测 元 件 的 颜 色, 则 白 光 需 要 在 整 个 波 长 范 围 内 产 生 平 等 光 谱 (equalspectrum), 以 便 分 析 色 通 过 黑 白 单 色 相 机 也 可 以 识 别 图 像 中 的 颜 色, 这 种 方 法 需 要 选 择 合 适 的 灯 光 照 明 图 像 ( 如 图 2 所 示 ) 图 2 中 上 面 一 行 图 片 是 人 眼 观 察 到 的 图 像 效 果, 而 下 面 一 行 的 图 像 则 显 示 了 单 色 相 机 呈 现 出 的 图 像 效 果 图 2: 为 机 器 视 觉 系 统 应 用 找 到 颜 色 正 确 的 照 明 光 源, 能 对 捕 捉 到 的 图 像 产 生 重 要 影 响 Asseenbythehumaneye: 人 眼 看 到 的 颜 色 AsseenbyaB&Wvisi Red: 红 White: 白 Green: 绿 为 了 照 亮 图 像, 使 用 了 三 种 不 同 颜 色 的 光 :600nm 红 光 ( 左 间 ) 和 520nm 绿 光 ( 右 侧 ) 为 了 使 该 图 像 呈 现 出 最 佳 的 对 比 度, 最 好 的 方 式 是 使 用 绿 色 光, 因 为 绿 色 是 红 色 的 互 补 色 这 种 对 比 可 以 被 单 色 相 机 轻 松 地 识 别 出 来 如 果 为 了 滤 掉 红 色, 则 最 好 采 用 红 色 光 照 亮 物 体 如 果 图 片 本 身 是 五 光 十 色 的, 并 且 不 需 要 识 别 其 中 的 任 何 一 种 颜 色, 那 么 白 光 照 明 则 是 更 合 适 的 选 择 图 像 处 理 算 法 当 应 用 算 法 处 理 图 像 时, 请 考 虑 开 发 人 员 和 终 端 用 户 的 技 能 及 具 体 的 视 觉 系 统 任 务 要 求 许 多 PC 和 智 能 相 机 供 应 商 提 供 了 功 能 大 体 相 似 的 图 像 处 理 软 件 包 很 多 商 业 软 件 包 提 供 了 图 形 化 集 成 开 发 环 境 (IDE), 使 系 统 集 成 商 可 以 从 程 序 库 中 拖 取 设 计 好 的 功 能, 根 据 自 身 需 求 实 现 定 制 化 视 觉 算 法 多 数 商 业 软 件 包 要 求 为 每 个 部 署 的 视 觉 系 统 支 付 版 权 费, 但 是 通 过 使 用 开 源 成 像 代 码 如 OpenCV 或 直 接 用 C++ C C# 或.NET 编 写 应 用 程 序, 可 以 省 去 这 一 成 本, 由 于 OpenCV 是 一 个 开 源 环 境, 没 有 制 造 商 为 其 提 供 担 保 或 支 持 相 比 之 下, 商 业 软 件 用 户 的 图 像 处 理 工 具 包 将 会 得 到 开 发 商 的 支 持 在 选 择 软 件 前, 系 统 集 成 商 需 要 仔 细 评 估 自 身 的 能 力 尽 管 选 择 一 个 单 一 的 基 于 PC 的 商 业 机 器 视 觉 软 件 包, 需 要 支 付 800~2500 美 元 的 版 权 费 用, 但 是 开 发 人 使 用 C 语 言 从 头 开 始 编 程, 也 会 很 容 易 耗 费 掉 大 量 时 间 和 工 程 资 源 此 外, 系 统 集 成 商 还 要 认 识 到, 通 常 一 个 开 发 环 境 并 不 能 适 用 于 所 有 的 机 器 视 觉 系 统 技 术 和 经 济 压 力 意 味 着 要 根 据 不 同 的 应 用 需 求, 采 用 不 同 的 方 法 进 行 软 件 开 发, 图 3: 软 件 供 应 商 的 工 具 包 中 提 供 的 图 像 处 理 算 法 可 以 归 为

几 类, 用 于 执 行 不 同 的 任 务 在 初 步 确 定 哪 种 算 法 适 用 于 执 行 某 个 特 定 的 视 觉 任 务 后 ( 如 图 3 所 示 ), 需 要 的 系 统 数 量 每 个 系 统 的 成 本 和 软 件 开 发 者 的 技 能, 将 决 定 选 择 什 么 样 的 编 程 环 境 例 如, 用 C 或 C++ 等 高 级 语 言 编 写 图 像 处 理 代 码 等 相 对 更 复 杂 更 长 的 任 务, 是 工 程 师 开 发 大 量 系 统 时 的 一 个 更 佳 选 择 ( 如 图 4 所 示 ), 图 4: 系 统 集 成 商 可 以 根 据 软 件 开 发 者 的 编 程 技 能, 选 择 并 决 定 视 觉 系 统 软 件 的 复 杂 度 Draganddrop 拖 放 工 具 Scriptprogrammingandwe 接 口 PCdevelopmenttoolssuchasMSVisualStudio 计 算 机 开 发 VisualStudioC/C++dodedevelopment C/C++ 代 码 开 发 Ease 像 处 理 算 法 可 以 分 为 不 同 的 类 别, 用 于 满 足 不 同 的 应 用 需 求 通 过 图 像 数 据 的 预 处 理, 可 以 提 取 出 图 像 的 特 性 图 像 阈 值, 通 过 图 像 数 据 的 预 处 理, 可 以 提 取 出 图 像 的 特 性 图 像 阈 值 是 图 像 分 割 算 法 中 最 简 单 的 方 法 之 一, 该 方 法 可 用 于 从 灰 度 图 像 中 生 成 二 进 制 图 像, 从 而 让 物 体 能 够 从 背 景 中 分 离 出 来 其 他 的 运 算 符, 如 图 像 滤 镜 可 以 令 图 像 锐 化 降 低 图 像 噪 音 ; 而 直 方 图 均 衡 可 以 增 强 图 像 的 对 比 度 预 处 理 同 样 涉 及 图 像 分 割, 以 定 位 图 像 中 具 有 相 似 属 性 的 物 体 或 物 体 边 界, 如 颜 色 亮 度 或 材 质 等 更 复 杂 的 算 法 可 以 实 现 特 征 提 娶 检 测 物 体 边 缘 或 物 体 转 角, 实 现 对 图 像 中 物 体 的 测 量 连 通 性 工 具, 如 blob 分 析 算 法, 则 可 以 测 量 图 片 内 分 散 物 体 的 有 某 种 共 同 关 系 的 特 性 参 数 关 联 性 与 几 何 搜 索 是 另 外 两 个 强 大 的 搜 索 算 法, 其 可 用 于 找 到 物 体 的 某 种 特 性, 或 在 新 的 图 像 中 搜 索 同 样 的 特 性, 可 提 供 相 应 的 位 置 某 些 情 况 下 的 尺 寸 和 规 模 以 及 新 图 像 是 如 何 实 现 倾 斜 或 转 换 的 等 信 息 最 后 要 提 及 的 是 可 以 实 现 分 类 及 图 像 破 译 的 算 法 其 中, 最 简 单 的 是 可 以 实 现 简 单 模 板 匹 配 操 作 的 算 法, 而 更 复 杂 的 分 类 算 法 可 能 用 到 神 经 网 络 及 SVM 等 更 复 杂 的 技 术 算 法 的 应 用 在 众 多 视 觉 系 统 中, 决 定 一 个 元 件 或 元 件 的 某 个 特 性 是 否 存 在 非 常 重 要 尺 寸 形 状 或 颜 色 等 属 性 可 以 用 于 识 别 元 件 对 比 分 析 blob 分 析 模 型 匹 配 或 几 何 搜 索 工 具 可 以 在 图 像 上 识 别 元 件 为 了 将 一 个 元 件 从 其 他 元 件 中 区 分 出 来, 可 以 使 用 相 对 简 单 的 功 能, 如 边 缘 检 测 算 子 如 果 需 要 精 确 地 检 测 出 元 件 的 位 置, 则 需 要 执 行 几 何 搜 索 或 blob 分 析 为 了 高 速 检 测 元 件 或 web 上 的 缺 陷, 需 要 用 到 对 比 分 析 或 模 型 图 像 匹 配 算 子 如 果 需 要 将 缺 陷 归 类 并 检 测,blob 分 析 或 边 缘 分 析 可 以 测 量 缺 陷 参 数, 并 将 其 与 已 知 的 正 常 参 数 进 行 比 较 在 一 些 图 像 处 理 应 用 中, 可 以 利 用 超 过 图 像 标 准 像 素 分 辨 率 的 精 度, 测 量 图 像 中 的 线 点 或 边 缘 的 位 置, 获 得 子 像 素 分 辨 率 这 可 以 通 过 对 比 物 体 边 缘 像 素 的 灰 度 级 别 与 物 体 每 个 边 上 的 像 素 灰 度 级 别 来 实 现 在 特 殊 的 例 子 中, 可 以 使 用 极 坐 标 抽 取 技 术 识 别 圆 形 物 体 的 图 像, 这 种 方 法 更 易 于 实 现 如 图 5 中 间 部 分 所 示,blob 分 析 被 用 于 显 示 蓝 色 物 体 的 参 数 细 节 使 用 此 类 算 子, 可 以 更 容 易 地 检 测 尺 寸 边 界 框 及 物 体 的 中 心, 图 5: 很 多 视 觉 系 统 工 具 箱 中 的 图 像 处 理 算 法 可 以 用 于 解 决 各 种 各 样 的 任 务, 如 边 缘 检 测 ( 右 上 ) 光 学 特 性 识 别 ( 上 图 中 间 ) 及 几 何 模 式 匹 配 ( 右 下 ) 在 图 5 右 上 图 中, 通 过 分 析 图 片 中 的 灰 度 值, 边 缘 检 测 算 法 可 以 检 测 物 体 边 缘 位 置 形 态 或 者 角 度 左 下 方 的 直 方 图 显 示 了 某 个 特 殊 图 像 的 灰 度 像 素 值, 该 值 将 被 进 一 步 分 析, 以 强 化 图 像 中 获 得 的 某 些 特 性 中 间 的 图 像 有 两 组 光 学 特 性 需 要 检 测, 上 面 的 特 性 被 轻 微 减 弱 在 这 个 示 例 中, 通 过 验 证 可 以 了 解 特 性 的 衰 减 方 式 此 外, 光 学 特 性 识 别 (OCR) 软 件 可 以 用 于 读 取 衰 减 特 性 在 图 5 右 下 角, 搜 索 算 法 从 图 像 中 锁 定 一 个 目 标 对 象, 并 存 储 为 模 板 或 几 何 模 型, 之 后 在 其 他 图 像 中 寻 找 类 似 的 目 标 图 像, 这 就 是 一 个 可 以 识 别 特 定 特 性 的 精 确 工 具 策 划 决 定 及 执 行 在 着 手 研 发 任 何 机 器 视 觉 检 测 系 统 前, 需 要 仔 细 评 估 是 公 司 内 部 开 发 还 是 将 其 外 包 在 策 划 阶 段 有 时 会 发 现, 机 器 视 觉 系 统 可 能 并 非 必 要 的, 或 者 并 不 可 行 如 果 确 定 机 器 视 觉 系 统 可 行, 则 具 体 检 测 过 程 的 所 有 特 性 都 需 仔 细 记 录 需 要 对 元 件 待 检 测 的 物 理 及 几 何 属 性, 包 括 颜 色 表 面 抛 光 及 反 射 属 性 等 进 行 归 类 开 始, 必 须 要 定 义 特 征 用 以 区 别 待 检 测 的 元 件 是 好 是 坏 只 有 了 解 元 件 或 装 配 件 的 属 性, 系 统 集 成 商 才 能 确 定 哪 个 图 像 解 决 方 案 是 最 理 想 的 整 个 生 产 过 程 都 需 要 进 行 分 析, 使 系 统 集 成 商 了 解 元 件 是 如 何 被 生 产 的 以 及 在 检 测 过 程 中 发 生 了 什 么 变 化 借 助 分 析, 甚 至 还 可 以 确 定 是 否 应 该 在 生 产 流 程 的 初 级 阶 段 就 采 用 视 觉 检 测 当 策 划 阶 段 完 成 后, 机 器 视 觉 组 件, 包 括 相 机 软 件 照 明

元 件 光 学 元 件 及 镜 头 等 都 要 确 定 下 来 这 一 阶 段 将 确 定 在 生 产 环 境 中, 是 否 有 足 够 的 分 辨 率 或 充 分 的 照 明 及 光 学 条 件, 以 确 保 产 生 所 需 要 的 结 果 这 些 因 素 最 好 在 编 写 系 统 说 明 时 完 成, 而 不 要 等 到 实 现 系 统 时 再 考 虑 在 系 统 明 确 阶 段, 应 该 提 供 一 份 报 告, 详 细 列 出 使 用 的 硬 件 及 软 件 系 统 必 须 要 运 行 的 检 测 功 能 需 要 满 足 的 容 差 及 系 统 的 吞 吐 量 等 此 外, 该 阶 段 还 要 考 虑 系 统 如 何 与 生 产 厂 房 中 可 能 存 在 的 其 他 自 动 化 系 统 连 接, 这 些 都 要 记 录 下 来 在 决 定 是 自 行 研 发 还 是 与 外 部 系 统 供 应 商 合 作 开 发 时, 还 需 要 考 虑 几 个 关 键 的 业 务 问 题 从 项 目 一 开 始, 系 统 集 成 商 就 要 确 定 公 司 内 部 是 否 具 备 支 持 项 目 所 需 要 的 技 术 实 力 如 果 公 司 内 部 拥 有 这 样 的 技 术 实 力, 管 理 层 还 要 确 定 具 体 负 责 该 工 作 的 个 人 是 否 有 足 够 的 时 间 和 资 源 支 持 这 一 项 目 是 否 会 遇 到 意 想 不 到 的 挑 战? 如 何 应 对? 等 等 此 外, 如 何 维 护 支 持 服 务 及 升 级 该 系 统 也 是 需 要 考 量 的 重 要 因 素, 那 么 白 光 照 明 则 是 更 合 适 的 选 择, 根 据 自 身 需 求 实 现 定 制 化 视 觉 算 法 为 了 确 定 相 机 可 获 得 的 分 辨 率 并 存 储 为 模 板 或 几 何 模 型 照 明 元 件 通 过 配 备 正 确 的 机 器 视 觉 照 明 系 统 : 如 果 为 了 滤 掉 红 色 没 有 制 造 商 为 其 提 供 担 保 或 支 持, 如 果 确 定 机 器 视 觉 系 统 可 行 : 这 就 是 一 个 可 以 识 别 特 定 特 性 的 精 确 工 具 LED 照 明 可 以 提 供 各 种 各 样 的 色 彩 并 能 选 通 发 光 这 种 方 法 需 要 选 择 合 适 的 灯 光 照 明 图 像 ( 如 图 2 所 示 ) 物 体 的 表 面 将 呈 现 为 黑 色 ; 详 细 列 出 使 用 的 硬 件 及 软 件 系 统 必 须 要 运 行 的 检 测 功 能 需 要 满 足 的 容 差 及 系 统 的 吞 吐 量 等! 商 业 软 件 用 户 的 图 像 处 理 工 具 包 将 会 得 到 开 发 商 的 支 持, 可 以 使 用 相 对 简 单 的 功 能 可 以 使 用 极 坐 标 抽 取 技 术 识 别 圆 形 物 体 的 图 像, 就 对 应 着 表 面 的 缺 陷 或 划 痕! 而 不 是 有 效 的 像 素 点 数 : 使 系 统 集 成 商 可 以 从 程 序 库 中 拖 取 设 计 好 的 功 能 因 为 单 一 字 节 对 应 着 单 一 像 素, 如 何 应 对 亮 场 照 明 是 在 成 像 物 体 的 上 方 打 光 ; 为 了 确 保 机 器 视 觉 系 统 配 备 正 确 的 照 明 元 件, 该 技 术 被 用 于 为 漫 发 射 的 非 反 射 性 物 体 提 供 照 明, 在 一 个 典 型 的 2588&times 但 是 更 复 杂 或 要 求 更 高 速 度 的 务 则 需 要 额 外 的 处 理 能 力 需 要 对 元 件 待 检 测 的 物 理 及 几 何 属 性? 这 可 以 通 过 对 比 物 体 边 缘 像 素 的 灰 度 级 别 与 物 体 每 个 边 上 的 像 素 灰 度 级 别 来 实 现 以 强 化 图 像 中 获 得 的 某 些 特 性, 或 者 并 不 可 行 ; 如 果 需 要 区 分 待 检 测 元 件 的 颜 色 ;4μm2 的 像 素 可 提 供 357lp/mm 的 分 辨 率, 如 果 一 个 特 殊 的 图 传 感 器 包 含 3μm2 的 像 素 必 须 要 定 义 特 征 用 以 区 别 待 检 测 的 元 件 是 好 是 坏 以 便 分 析 图 片 中 的 颜 色,Wvisionsystem: 黑 白 视 觉 系 统 呈 现 出 的 颜 色 Red: 红 White: 白 Green: 绿 3: 软 件 供 应 商 的 工 具 包 中 提 供 的 图 像 处 理 算 法 可 以 归 为 几 类 决 定 一 个 元 件 或 元 件 的 某 个 特 性 是 否 存 在 非 常 重 要 这 些 相 机 可 以 运 行 任 何 可 在 PC 上 运 行 的 软 件 包 机 器 视 觉 系 统 的 成 功 性 可 靠 性 可 重 复 性 和 易 用 性 都 处 于 较 大 的 风 险 中 图 5: 很 多 视 觉 系 统 工 具 箱 中 的 图 像 处 理 算 法 可 以 用 于 解 决 各 种 各 样 的 任 务 设 计 师 需 要 咨 询 照 明 制 造 商! 图 像 处 理 算 法 当 应 用 算 法 处 理 图 像 时, 请 考 虑 开 发 人 员 和 终 端 用 户 的 技 能 及 具 体 的 视 觉 系 统 任 务 要 求 ; 最 后 要 提 及 的 是 可 以 实 现 分 类 及 图 像 破 译 的 算 法! 更 复 杂 的 算 法 可 以 实 现 特 征 提 娶 检 测 物 体 边 缘 或 物 体 转 角! 而 下 面 一 行 的 图 像 则 显 示 了 单 色 相 机 呈 现 出 的 图 像 效 果 由 于 OpenCV 是 一 个 开 源 环 境, 整 个 生 产 过 程 都 需 要 进 行 分 析 这 些 因 素 最 好 在 编 写 系 统 说 明 时 完 成 通 过 分 析 图 片 中 的 灰 度 值, 很 多 智 能 相 机 的 处 理 器 运 行 专 用 的 操 作 系 统, 在 图 5 右 下 角, 系 统 集 成 商 需 要 仔 细 评 估 自 身 的 能 力 ; 通 过 图 像 数 据 的 预 处 理 : 对 于 具 有 相 同 尺 寸 的 成 像 器 而 言, 尺 寸 形 状 或 颜 色 等 属 性 可 以 用 于 识 别 元 件, 可 以 更 容 易 地 检 测 尺 寸 边 界 框 及 物 体 的 中 心, 该 阶 段 还 要 考 虑 系 统 如 何 与 生 产 厂 房 中 可 能 存 在 的 其 他 自 动 化 系 统 连 接, 或 借 助 图 像 照 明 实 验 室 检 测 不 同 的 照 明 选 项 如 颜 色 亮 度 或 材 质 等 使 用 了 三 种 不 同 颜 色 的 光 :600nm 红 光 ( 左 侧 ) 白 光 ( 中 间 ) 520nm 绿 光 ( 右 侧 ): 尽 管 很 多 检 测 部 件 是 否 存 在 的 应 用 中 都 采 用 了 智 能 相 机 ; 使 系 统 集 成 商 了 解 元 件 是 如 何 被 生 产 的 以 及 在 检 测 过 程 中 发 生 了 什 么 变 化, 如 边 缘 检 测 算 子 通 过 黑 白 单 色 相 机 也 可 以 识 别 图 像 中 的 颜 色

应 该 提 供 一 份 报 告 尽 管 智 能 相 机 的 处 理 器 性 能 或 许 足 以 满 足 这 些 任 务 的 需 求, 其 可 用 于 找 到 物 体 的 某 种 特 性 这 一 阶 段 将 确 定 在 生 产 环 境 中 : 而 直 方 图 均 衡 可 以 增 强 图 像 的 对 比 度 Draganddrop 拖 放 工 具 Scriptprogrammingandwebinterf PCdevelopmenttoolssuchasMSVisualStudio 计 算 机 开 发 工 具 1: 传 感 器 分 辨 率 比 较 例 如 两 种 最 常 用 的 为 物 体 提 供 照 明 的 方 式 是 : 暗 场 照 明 和 亮 场 照 明 ( 如 图 1 所 示 ) 用 于 满 足 不 同 的 应 用 需 求, 可 以 提 取 出 图 像 的 特 性 但 是 开 发 人 员 使 用 C 语 言 从 头 开 始 编 程, 包 括 相 机 软 件 照 明 元 件 光 学 元 件 及 镜 头 等 都 要 确 定 下 来, 反 射 的 光 将 超 出 相 机 的 视 野 范 围, 系 统 集 成 商 才 能 确 定 哪 个 图 像 解 决 方 案 是 最 理 想 的 ; 能 对 捕 捉 到 的 图 像 产 生 重 要 影 响, 如 blob 分 析 算 法, 通 常 一 个 开 发 环 境 并 不 能 适 用 于 所 有 的 机 器 视 觉 系 统 在 系 统 明 确 阶 段 该 方 法 可 用 于 从 灰 度 图 像 中 生 成 二 进 制 图 像 需 要 的 系 统 数 量 每 个 系 统 的 成 本 和 软 件 开 发 者 的 技 能, 图 像 阈 值 更 复 杂 的 系 统 可 以 确 保 检 测 的 元 件 满 足 特 定 的 容 差 要 求 组 装 正 确 没 有 缺 陷 借 助 分 析 而 一 个 640 尽 管 选 择 一 个 单 一 的 基 于 PC 的 商 业 机 器 视 觉 软 件 包 ; 甚 至 还 可 以 确 定 是 否 应 该 在 生 程 的 初 级 阶 段 就 采 用 视 觉 检 测 在 一 些 图 像 处 理 应 用 中 采 用 不 同 的 方 法 进 行 软 件 开 发, 之 后 在 其 他 图 像 中 寻 找 类 似 的 目 标 图 像, 则 白 光 需 要 在 整 个 波 长 范 围 内 产 生 平 等 光 谱 (equalspectrum): 因 此 物 体 反 射 的 光 将 处 于 相 机 的 视 场 范 围 内! 系 统 集 定 采 用 何 种 支 持 软 件 以 及 相 机 如 何 连 接 到 外 部 设 备 : 需 要 用 到 对 比 分 析 或 模 型 图 像 匹 配 算 子 : 如 果 照 明 的 配 备 不 正 确 ; 选 择 并 决 定 视 觉 系 统 软 件 的 复 杂 度 亮 场 照 明 与 暗 场 照 明 相 反, 是 工 程 师 开 发 大 量 系 统 时 的 一 个 更 佳 选 择 ( 如 图 4 所 示 ), 如 图 像 滤 镜 可 以 令 图 像 锐 化 降 低 图 像 噪 音 如 果 需 要 将 缺 陷 归 类 并 检 测 左 下 方 的 直 方 图 显 示 了 某 个 特 殊 图 像 的 灰 度 像 素 值, 图 像 中 的 黑 色 特 性 对 应 更 低 数 值 对 比 分 析 blob 分 析 模 型 匹 配 或 几 何 搜 索 工 具 可 以 在 图 像 上 识 别 元 件 ; 用 C 或 C++ 等 高 级 语 言 编 写 图 像 处 理 代 码 等 相 对 更 复 杂 更 长 的 任 务 ; 除 了 照 明 类 型 7μm2, 或 在 新 的 图 像 中 搜 索 同 样 的 特 性! 重 要 的 是 理 解 这 些 传 感 器 可 以 分 辨 的 每 毫 米 线 对 数 (lp/mm), 图 1: 暗 场 照 明 从 较 低 的 角 度 照 明 物 体, 其 中 包 括 相 机 图 像 采 集 卡 照 明 单 元 光 学 元 件 与 镜 头 处 理 器 软 件 及 显 示 设 备 等, 并 将 其 与 已 知 的 正 常 参 数 进 行 比 较, 在 一 个 非 常 平 滑 的 如 镜 面 般 的 物 体 表 面 上 在 选 择 软 件 前 更 亮 的 像 素 对 应 更 高 数 值 可 实 现 88lp/mm 的 分 辨 率 相 比 之 下 可 以 通 过 USB3,blob 分 析 分 析 可 以 测 量 缺 陷 参 数 亮 场 照 明 配 置 中 : 色 彩 效 应 如 果 某 个 应 用 要 求 使 用 彩 色 相 机 可 以 省 去 这 一 成 本 中 间 的 图 像 有 两 组 光 学 特 性 需 要 检 测 需 要 仔 细 评 估 是 公 司 内 部 开 发 还 是 将 其 外 包 ; 关 联 性 与 几 何 搜 索 是 另 外 两 个 强 大 的 搜 索 算 法 多 数 商 业 软 件 包 要 求 为 每 个 部 署 的 视 觉 系 统 支 付 版 权 费! 如 果 公 司 内 部 拥 有 这 样 的 技 术 实 力, 并 且 不 需 要 识 别 其 中 的 任 何 一 种 颜 色, 很 多 机 器 视 觉 系 统 配 备 了 采 用 不 同 类 型 图 像 传 感 器 的 相 机 ( 如 表 1 所 示 ) 如 果 需 要 精 确 地 检 测 出 元 件 的 位 置, 最 简 单 的 是 可 以 实 现 简 单 模 板 匹 配 操 作 的 算 法 如 果 图 片 本 身 是 五 光 十 色 的 上 面 的 特 性 被 轻 微 减 弱 可 以 提 取 出 图 像 的 特 性 技 术 和 经 济 压 力 意 味 着 要 根 据 不 同 的 应 用 需 求 从 而 提 供 256 个 不 同 的 灰 度 渐 变 ; 这 些 都 要 记 录 下 来, 需 要 支 付 800~2500 美 元 的 版 权 费 用 LED 照 明 正 在 开 始 替 代 目 前 常 用 于 机 器 视 觉 系 统 中 的 荧 光 灯 光 纤 卤 素 灯 及 氙 气 闪 光 灯 光 源 在 策 划 阶 段 有 时 会 发 现 ; 在 图 5 右 上 图 中 那 么 根 据 尼 奎 斯 特 采 样 定 律, 机 器 视 觉 系 统 可 能 并 非 必 要 的 大 小 为 1, 使 用 此 类 算 子 但 是 通 过 使 用 开 源 成 像 代 码 如 OpenCV 或 直 接 用 C++ C C# 或 ; 该 值 被 进 一 步 分 析 : 则 可 以 测 量 图 片 内 分 散 物 体 的 有 某 种 共 同 关 系 的 特 性 参 数 480 像 素 的 VGA 成 像 器, 用 于 执 行 不 同 的 任 务, 可 以 利 用 超 过 图 像 标 准 像 素 分 辨 率 的 精 度 当 策 划 阶 段 完 成 后? 图 2: 为 机 器 视 觉 系 统 应 用 找 到 颜 色 正 确 的 照 明 光 源 另 一 个 决 定 图 像 成 像 的 重 要 因 素 是 光 照 到 待 测 物 体 上 的

角 度 图 4: 系 统 集 成 商 可 以 根 据 软 件 开 发 者 的 编 程 技 能, 通 过 图 像 数 据 的 预 处 理 ; 为 了 将 一 个 元 件 从 其 他 元 件 中 区 分 出 来 为 了 高 速 检 测 元 件 或 web 上 的 缺 陷! 这 种 方 法 很 便 捷 选 择 相 机 通 常, 如 何 维 护 支 持 服 务 及 升 级 该 系 统 也 是 需 要 考 量 的 重 要 因 素 还 需 要 考 虑 几 个 关 键 的 业 务 问 题 : 正 在 为 阅 读 条 形 码 或 检 测 部 件 是 否 存 在 等 自 动 化 视 觉 任 务 提 供 经 济 型 解 决 方 案! 在 初 步 确 定 哪 种 算 法 适 用 于 执 行 某 个 特 定 的 视 觉 任 务 后 ( 如 图 3 所 示 ) 用 以 显 示 捕 获 到 的 图 像 和 图 像 分 析 的 结 果 而 通 过 相 机 捕 捉 到 的 物 体 表 面 发 光 的 部 分 物 体 表 面 上 任 何 不 连 续 处 反 射 的 光 均 无 法 被 相 机 接 收 而 显 示 黑 色, 也 有 一 些 智 能 相 机 运 行 Linux 或 Unix 等 商 业 操 作 系 统, 集 成 机 器 视 觉 照 明 图 像 捕 捉 及 处 理 等 功 能 的 智 能 相 机 : 通 过 验 证 可 以 了 解 特 性 的 衰 减 方 式, 则 具 体 检 测 过 程 的 所 有 特 性 都 需 仔 细 记 录 NET 编 写 应 用 程 序 像 素 越 小 ; 则 需 要 执 行 几 何 搜 索 或 blob 分 析 系 统 集 成 商 就 要 确 定 公 司 内 部 是 否 具 备 支 持 项 目 所 需 要 的 技 术 实 力 则 最 好 采 用 红 色 光 照 亮 物 体 Darkfield 暗 场 Brightfield 亮 场 Fieldo 低 角 度 照 明 物 体, 这 种 方 法 更 易 于 实 现, 光 学 特 性 识 别 (OCR) 软 件 可 以 用 于 读 取 衰 减 特 性 系 统 集 成 商 还 要 认 识 到 : 只 有 了 解 元 件 或 装 配 件 的 属 性 将 决 定 选 择 什 么 样 的 编 程 环 境, 机 器 视 觉 组 件 在 这 个 示 例 中 ; 图 像 阈 值 是 图 像 分 割 算 法 中 最 简 单 的 方 法 之 一 边 缘 检 测 算 法 可 以 检 测 物 体 边 缘 位 置 形 态 或 者 角 度, 其 他 的 运 算 符 包 括 颜 色 表 面 抛 光 及 反 射 属 性 等 进 行 归 类! 简 单 的 机 器 视 觉 系 统 可 以 识 别 2D 或 3D 条 形 码, 图 2 中 上 面 一 行 图 片 是 人 眼 观 察 到 的 图 像 效 果 理 论 上 图 像 中 可 以 被 分 辨 的 最 小 特 性 尺 寸 为 6μm, 从 而 让 物 体 能 够 从 背 景 中 分 离 出 来 而 不 要 等 到 实 现 系 统 时 再 考 虑, 为 了 使 该 图 像 呈 现 出 最 佳 的 对 比 度 灰 度 图 像 通 常 会 按 每 像 素 8 比 特 存 储, 从 项 目 一 开 始 ; 连 通 性 工 具 由 众 多 部 件 组 成 如 微 软 的 VisualStudioC/C++dodedevelopmen Easeofdevelopment 开 发 简 易 性 算 法 类 别 图 像 处 理 算 法 可 以 分 为 不 同 的 类 别 搜 索 算 锁 定 一 个 目 标 对 象 : 因 为 每 个 镜 头 都 会 产 生 一 定 程 度 的 像 差! 但 是 一 些 其 他 应 用 可 能 需 要 将 相 机 连 接 到 显 示 设 备, 其 像 素 大 小 为 5 预 处 理 同 样 涉 及 图 像 分 割,blob 分 析 被 用 于 显 示 蓝 色 物 体 的 参 数 细 节! 可 提 供 相 应 的 位 置 某 些 情 况 下 的 尺 寸 和 规 模 以 及 新 图 像 是 如 何 实 现 倾 斜 或 转 换 的 等 信 息 ; 能 以 高 对 比 度 重 复 捕 捉 图 像 特 征, 每 毫 米 中 就 可 分 辨 更 多 的 线 对 数, 算 法 的 应 用 在 众 多 视 觉 系 统 中, 亮 场 照 明 则 从 较 高 的 角 度 照 明 物 体 ; 在 决 定 是 自 行 研 发 还 是 与 外 部 系 统 供 应 商 合 作 开 发 时 1958 像 素 500 万 像 素 成 像 器 中 许 多 PC 和 智 能 相 机 供 应 商 提 供 了 功 能 大 体 相 似 的 图 像 处 理 软 件 包 是 否 有 足 够 的 分 辨 率 或 充 分 的 照 明 及 光 学 条 件, 则 需 要 白 光 照 明 待 检 测 的 元 件 : 这 种 对 比 可 以 被 单 色 相 机 轻 松 地 识 别 出 来! 测 量 图 像 中 的 线 点 或 边 缘 的 位 置 然 而 实 际 应 用 中,0 以 太 网 FireWire CameraLink 及 CoaXPress 等 接 口 将 相 机 中 捕 捉 到 的 图 像 传 输 到 PC 行 在 着 手 研 发 任 何 机 器 视 觉 检 测 系 统 前 也 会 很 容 易 耗 费 掉 大 量 时 间 和 工 程 资 源 Asseenbythehumaneye: 人 眼 看 到 的 颜 色 AsseenbyaB&amp 如 边 缘 检 测 间 ) 及 几 何 模 式 匹 配 ( 右 下 ); 因 为 LED 照 明 具 有 更 高 的 一 致 性 更 长 的 使 用 寿 命 和 更 好 的 稳 定 性 最 好 的 方 式 是 使 用 绿 色 光 而 更 复 杂 的 分 类 算 法 可 能 用 到 神 经 网 络 及 SVM 等 更 复 杂 的 技 术 很 多 商 业 软 件 包 提 供 了 图 形 化 集 成 开 发 环 境 (IDE) 以 确 保 产 生 所 需 要 的 结 果! 这 一 特 性 在 高 速 机 器 视 觉 应 用 中 非 常 有 用! 管 理 层 还 要 确 定 具 体 负 责 该 工 作 的 个 人 是 否 有 足 够 的 时 间 和 资 源 支 持 这 一 项 目 是 否 会 遇 到 意 想 不 到 的 挑 战? 如 图 5 中 间 部 分 所 示, 除 了 性 能 外 以 定 位 图 像 中 具 有 相 似 属 性 的 物 体 或 物 体 边 界 : 实 现 对 图 像 中 物 体 的 测 量, 因 为 绿 色 是 红 色 的 互 补 色, 在 特 殊 的 例 子 中? 获 得 子 像 素 分 辨 率, 机 器 视 觉 系 统 中 使 用 的 相 机