初級篇 選擇鏡頭的基礎知識及對于圖像處理的影響
2017-05-11
2 - 1 圖像傳感器的典型應用
圖像處理過程大致可分為如下四步：
1 拍 攝 按下快門，拍攝圖像
2 傳 送將圖像數據由照相機傳送到控制器。
2 傳 送將圖像數據由照相機傳送到控制器。
3 處 理 前處理: 對于圖像數據進行加工，使其特征更加明顯。測算處理: 根據圖像數據對于損傷、尺寸等進行測算
4 輸出結果 將處理結果以信號的方式輸出到相連的控制裝置 （PLC 等）。
大多數圖像傳感器制造商在產品目錄中，對于第三步 “處理” 做了更多的說明。這表明這些廠家更重視控制器的處理能力。實際上，第一步“拍攝”才是得到正確、穩定的圖像處理效果所必需的最主要的步驟。而這一步的關鍵在于“ 鏡頭和照明的選擇” 在初級篇中，筆者將以 “鏡頭的選擇” 為中心，介紹有關拍攝的知識。
2 - 2 鏡頭的基礎知識及選擇方法
1 鏡頭的結構
照相機的鏡頭由多個鏡片和光圈/調焦裝置構成。根據監視畫面進行光圈調整和調焦，可以得到“明亮、清晰”的圖像。（有些鏡頭的調整裝置是固定的）※選擇鏡頭時， 視野、焦距、焦點、失真 等都是需要考慮的因素。下面將只介紹最常用的 “根據視野選擇鏡頭的方法” 以及 “如何得到對焦良好的畫面”（增加景深的方法）這2點。
4 不同鏡頭性能造成對比度的差別右圖是使用本公司生產的高分辨率鏡頭 “CA-LH16” 和標準鏡頭 “CV-L16” 拍攝的同一物體的圖像。由于鏡頭的材料及構造的不同，造成圖像質量也不相同。根據用途選擇高分辨的鏡頭，可以得到高對比度的圖像。
右圖所示是采用本公司生產的 24 萬像素照相機和 200 萬像素照相機拍攝同一畫面后，再經電腦放大后的圖像?？梢钥吹?，使用 200 萬像素照相機拍攝的圖像更利于讀取文字。這意味著成像質量可以直接影響圖像處理的精度。因此，應該根據使用目的，選擇適宜的照相機。
5 鏡頭的扭曲（失真）
鏡頭的失真度是拍攝圖像的中央部分與周圍部分的變化比率。由于存在像差，拍攝圖像的周邊部分會發生某種程度的扭曲現象。失真可分為桶形失真和枕形失真兩類。表示失真度的數值（絕對值）越小，則鏡頭的精度越高。在測量尺寸時，應使用失真度小的鏡頭。一般說來，長焦距鏡頭的失真度會相對小一些。
初 級 篇 總 結
拍攝圖像的質量是圖像處理的基礎。在了解了選擇鏡頭的基礎知識后，可以拍攝出：
・視野適宜，
・圖像整體聚焦良好，
・亮度、目標物和背景對比度俱佳的清晰圖像。
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