视觉系统的一般构成-----晶新科技
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典型视觉系统
工作原理：光 → 敏感元件 → 电 （光电元件）
传感器：
视觉系统流程图
图像采集部分、图像处理部分、通信和I/O部分以及输出和执行机构
图像采集系统：可视化图像或特征®数据由光源、镜头、摄像机、图像采集卡等构成
单目视觉：一个摄像组件（镜头+摄像机）
多目视觉：多个摄像组件（镜头+摄像机）
图像质量好 ® 图像处理简单、结果理想
图像质量差 ® 图象处理麻烦、结果不理想
1、眼睛的结构及成像
人类视觉 — 眼睛
计算机视觉 — 图像输入系统
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晶状体 —镜头；视网膜 — 像敏面；
远物体 — 晶状体扁平 — 屈光能力小 — 距离大（最大17mm)
近物体 — 晶状体厚 — 屈光能力大 — 距离小（最小14mm)
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2、电磁波谱
光谱--- 紫外 → 可见光 → 红外
可见光谱
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三、图像采集系统
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1、光源
(1)光源的作用：
①使视场具有足够照度 ---- 整体亮度、突出特征量
②满足一定的投影关系 ---- 位置变化、成像质量
③满足一定的滤光要求 ---- 区别、对比度
选择：几何形状、照明亮度、均匀度、光谱特性，发光效率、使用寿命
(2)光源的种类：
① 自然光源--- 天体（地球、太阳、星体）、大气
② 人工光源：
- 按发光机理：荧光灯 、卤素灯 、气体放电灯、发光二极管（LED）、
① 白炽光源：器件：白炽灯 ---钨丝（熔点3600K）
特点： 谱线丰富（可见光+红外光）
应用： 滤色片 → 窄带频率光，避免杂光干扰 → 仪器
卤钨灯--- 改进的白炽灯（碘、溴）
特点 --- 亮度高、发光效率高、体积小、成本低
② 气体放电光源：原理：气体分子激发→放电 （电弧灯）
器件：碳弧灯、钠弧灯、氙弧灯、水银弧灯
特点：功率大，光色接近日光，紫外线丰富
应用：强光、色温要求接近日光
③发光二极管：原理：半导体，电致发光
器件：LED，可见光、红外光
特点：体积小、功耗低、寿命长、响应快、易于数字控制、比普通光源单色性好、亮度高
应用：电路（信号）、仪器面板（提示、报警、状态显示）
④激光光源：原理：外界光→光原子→能级跃迁→受激辐射→光放大→谐振→辐射激光
特点：方向性好---发散角很小(约0.18º)，比普通光小2~3数量级亮度高 --- 能量高度集中，亮度比普通光高几百万倍
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单色性好---光谱范围极小，频率单一；（He-Ne激光:λ=632.8nm,Δλ=10-6nm）
相干性好---受激辐射，传播方向/振动方向/频率/相位一致
时间相干性、空间相干性均好
器件：固体激光器---体积小，坚固，功率高 → 红宝石、（少用）
气体激光器---小巧、单色性好、能连续工作、功率小 → 氦氖、CO2
液体激光器---激光波长可连续调节（范围）→ 染科
半导体激光器--效率高、体积小、重量轻、结构简单、功率小、非线性
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其中LED光源凭借其诸多的优点在现代视觉系统中得到越来越多的应用。
LED光源的种类（形状）：
点光源 --- 发光二极管
线光源 面光源 --- 专用
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- 按安装方式：
前向照明：光源放在物体的后面 —— 便于安装
结构光照明：光源有特定的方向，光束有精确的形状。
--- 光栅或线光源 ® 畸变 ® 三维形状
频闪光照明：高频率的光脉冲 --- 高速运动物体
