關(guān)于攝像元件 CCD
數(shù)碼相機的構(gòu)造與傳統(tǒng)的膠片式相機(模擬式)基本相同。所不同的是數(shù)碼相機中使用被稱為 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 即相當于模擬式相機的膠片,那么它又是如何將圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的呢?
CCD 是英語 Charge Coupled Device(電荷耦合元件)的縮寫,是一種將圖像轉(zhuǎn)換為電信號的半導體元件。大小約為長寬各 1 厘米左右,由類似棋盤的格狀排列的小像素 (pixel) 組成。
用相機拍攝風景時,拍攝對象發(fā)出的光通過鏡頭在 CCD 上成像。光到達 CCD 的某個像素時,將根據(jù)光的強度產(chǎn)生相應(yīng)的電荷。將該電荷的大小讀取為電信號,即可獲得各像素上光的強度(濃度值)。
換言之,每個像素都是一個可以檢測光強度的傳感器(光電二極管)。所謂 200 萬像素 CCD 就是一個由 200 萬個光電二極管構(gòu)成的集合體。
在檢測位置及檢測物體的尺寸均已確定的情況下,使用一個光電傳感器就可以檢測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,而是要測量工件大小、尺寸時,則使用一個光電傳感器是遠遠不夠的。通過使用由數(shù)十萬或數(shù)百萬個傳感器構(gòu)成的 CCD,可以實現(xiàn)包括第一頁中所述的四種檢查在內(nèi)的多種檢查或檢測。
視覺系統(tǒng)中像素數(shù)據(jù)的活用方法
各像的數(shù)據(jù)(以最常見的黑白相機為例進行說明)
大部分圖像傳感器可以根據(jù)光強度將數(shù)據(jù)分為 256 個等級(8 位)。在最基本的黑白處理中,黑色(純黑色)的數(shù)值為 “0”,白色(純白色)的數(shù)值為 “255”,其它處于兩者之間的顏色則根據(jù)光強度轉(zhuǎn)換成其它數(shù)值。換言之,CCD 的每一個像素都有一個位于 “0” (純黑色)與 “255” (純白色)之間的數(shù)值。例如,對于黑、白各占一半的灰色,其數(shù)值為“127”。
圖像是 256 級數(shù)據(jù)的集合體
CCD 的圖像數(shù)據(jù)是構(gòu)成 CCD 的各像素的數(shù)據(jù)的集合。像素數(shù)據(jù)用 256 級濃淡數(shù)據(jù)加以表示。
如上圖所示,圖像數(shù)據(jù)的每一個像素都可以用 0 ~ 255 中的某一個數(shù)值加以表示。
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原文標題:像素篇 I 視覺系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識
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