隨著(zhù)人工智能和自動(dòng)化進(jìn)程的發(fā)展,各行各業(yè)中逐漸出現一個(gè)新名詞--機器視覺(jué),但是對于機器視覺(jué)或工業(yè)讀碼器是什么,相信很多人是不了解的。機器視覺(jué)就是用機器代替人眼來(lái)做測量和判斷。機器視覺(jué)系統是指通過(guò)機器視覺(jué)產(chǎn)品(即圖像攝取裝置,分 CMOS 和CCD 兩種)將被攝取目標轉換成圖像信號,傳送給專(zhuān)用的圖像處理系統,根據像素分布和亮度、顏色等信息,轉變成數字化信號;圖像系統對這些信號進(jìn)行各種運算來(lái)抽取目標的特征,進(jìn)而根據判別的結果來(lái)控制現場(chǎng)的設備動(dòng)作。
視覺(jué)系統組成部分:
1.照明光源
2.鏡頭
3.工業(yè)攝像機
4.圖像采集/處理卡
5.圖像處理系統
6.其它外部設備
工業(yè)相機又俗稱(chēng)攝像機,相比于傳統的民用相機(攝像機)而言,它具有高的圖像穩定性、高傳輸能力和高抗干擾能力等,目前市面上工業(yè)讀碼器大多是基于CCD(Charge Coupled Device)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)芯片的相機。
其中,CCD是目前機器視覺(jué)最為常用的圖像傳感器。它集光電轉換及電荷存貯、電荷轉移、信號讀取于一體,是典型的固體成像器件。
CCD的突出特點(diǎn)是以電荷作為信號,而不同于其它器件是以電流或者電壓為信號。這類(lèi)成像器件通過(guò)光電轉換形成電荷包,而后在驅動(dòng)脈沖的作用下轉移、放大輸出圖像信號。
典型的CCD相機由光學(xué)鏡頭、時(shí)序及同步信號發(fā)生器、垂直驅動(dòng)器、模擬/數字信號處理電路組成。CCD作為一種功能器件,與真空管相比,具有無(wú)灼傷、無(wú)滯后、低電壓工作、低功耗等優(yōu)點(diǎn)。
CMOS圖像傳感器的開(kāi)發(fā)則最早出現在20世紀70 年代初,90 年代初期,隨著(zhù)超大規模集成電路 (VLSI) 制造工藝技術(shù)的發(fā)展,CMOS圖像傳感器得到迅速發(fā)展。
CMOS圖像傳感器將光敏元陣列、圖像信號放大器、信號讀取電路、模數轉換電路、圖像信號處理器及控制器集成在一塊芯片上,還具有局部像素的編程隨機訪(fǎng)問(wèn)的優(yōu)點(diǎn)。
目前,CMOS圖像傳感器以其良好的集成性、低功耗、高速傳輸和寬動(dòng)態(tài)范圍等特點(diǎn)在高分辨率和高速場(chǎng)合得到了廣泛的應用。
工業(yè)相機/工業(yè)讀碼器分類(lèi):
任何東西一定有它自己的分類(lèi)標準,工業(yè)相機也不例外。
按照芯片類(lèi)型可以分為CCD相機、CMOS相機;
按照傳感器的結構特性可以分為線(xiàn)陣相機、面陣相機;
按照掃描方式可以分為隔行掃描相機、逐行掃描相機;
按照分辨率大小可以分為普通分辨率相機、高分辨率相機;
按照輸出信號方式可以分為模擬相機、數字相機;
按照輸出色彩可以分為單色(黑白)相機、彩色相機;
按照輸出信號速度可以分為普通速度相機、高速相機;
按照響應頻率范圍可以分為可見(jiàn)光(普通)相機、紅外相機、紫外相機等。
工業(yè)相機和普通相機的區別:
1、工業(yè)相機的性能穩定可靠易于安裝,相機結構緊湊結實(shí)不易損壞,連續工作時(shí)間長(cháng),可在較差的環(huán)境下使用,一般的數碼相機是做不到這些的。例如:讓民用數碼相機一天工作24小時(shí)或連續工作幾天肯定會(huì )受不了的。
2、工業(yè)相機的快門(mén)時(shí)間非常短,可以抓拍高速運動(dòng)的物體。例如,把名片貼在電風(fēng)扇扇葉上,以最大速度旋轉,設置合適的快門(mén)時(shí)間,用工業(yè)相機抓拍一張圖像,仍能夠清晰辨別名片上的字體。用普通的相機來(lái)抓拍,是不可能達到同樣效果的。
3、工業(yè)相機的圖像傳感器是逐行掃描的,而普通的相機的圖像傳感器是隔行掃描的, 逐行掃描的圖像傳感器生產(chǎn)工藝比較復雜,成品率低,出貨量少,世界上只有少數公司能夠提供這類(lèi)產(chǎn)品,例如Dalsa、Sony,而且價(jià)格昂貴。
4、工業(yè)相機的幀率遠遠高于普通相機。工業(yè)相機每秒可以拍攝十幅到幾百幅圖片,而普通相機只能拍攝2-3幅圖像,相差較大。
5、工業(yè)相機輸出的是裸數據(raw data),其光譜范圍也往往比較寬,比較適合進(jìn)行高質(zhì)量的圖像處理算法,例如機器視覺(jué)(Machine Vision)應用。而普通相機拍攝的圖片,其光譜范圍只適合人眼視覺(jué),并且經(jīng)過(guò)了mjpeg壓縮,圖像質(zhì)量較差,不利于分析處理。
6、工業(yè)相機(Industrial Camera)相對普通相機(DSC)來(lái)說(shuō)價(jià)格較貴。