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視覺系統(tǒng)的組成部分有哪些（這7個(gè)部分對(duì)機(jī)器視覺系統(tǒng)至關(guān)重要）

 機(jī)器視覺系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)學(xué)科的一個(gè)重要分支，它綜合了光學(xué)、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)軟硬件等方面的技術(shù)，涉及到計(jì)算機(jī)、圖像處理、模式識(shí)別、人工智能、信號(hào)處理、光機(jī)電一體化等多個(gè)領(lǐng)域。圖像處理和模式識(shí)別等技術(shù)的快速發(fā)展，也大大地推動(dòng)了機(jī)器視覺的發(fā)展。 

從字面意思就可看出機(jī)器視覺系統(tǒng)主要分為三部分：機(jī)器、視覺和系統(tǒng)。機(jī)器負(fù)責(zé)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)和控制；視覺通過光源、工業(yè)鏡頭、工業(yè)相機(jī)、圖像采集卡等來實(shí)現(xiàn)；系統(tǒng)主要是指控制程序、軟件，也可理解為整套的機(jī)器視覺設(shè)備。

在機(jī)器視覺系統(tǒng)上做劃分，我們可以分為幾個(gè)部分，分別為：圖像采集、圖像處理及其運(yùn)動(dòng)控制部分。具有代表型的基于計(jì)算機(jī)的視覺系統(tǒng)通常由圖的幾部分組成：

1、 視覺傳感器

照明和影響機(jī)器視覺系統(tǒng)輸入的重要因素，因?yàn)樗苯佑绊戄斎霐?shù)據(jù)的質(zhì)量和至少30%的應(yīng)用效果。由于沒有通用的機(jī)器視覺照明設(shè)備，所以針對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用實(shí)例，要選擇相應(yīng)的照明裝置，以達(dá)到效果。

一般用作光纖開關(guān)和接近開關(guān)的形式出現(xiàn)，用以判斷被檢測(cè)物體的位置及其狀態(tài)，并且傳輸信息給圖像傳感器實(shí)現(xiàn)采集。

2、光源

光源作為輔助視覺成像的必要條件之一，光源的好壞可以說直接決定了成像效果的質(zhì)量，目前視覺光源有很多，其中LED、高頻螢光、光纖鹵素等都是很容易獲得的。

光源作為機(jī)器視覺系統(tǒng)輸入的重要部件，它的好壞直接影響輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量和應(yīng)用效果。由于沒有通用的機(jī)器視覺光源設(shè)備，所以針對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用實(shí)例，要選擇相應(yīng)的視覺光源，以達(dá)到最佳效果。

結(jié)構(gòu)光照明是將光柵或線光源等投射到被測(cè)物上，根據(jù)它們產(chǎn)生的畸變，解調(diào)出被測(cè)物的三維信息。頻閃光照明是將高頻率的光脈沖照射到物體上，照像機(jī)拍攝要求與光源同步。

3、 相機(jī)、鏡頭

視覺相機(jī)是系統(tǒng)的成像設(shè)備，通常在視覺系統(tǒng)中都會(huì)由一套或多套的視覺相機(jī)來組成。選取機(jī)器視覺系統(tǒng)中的攝像機(jī)應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的要求，其中攝像機(jī)的透鏡參數(shù)是一項(xiàng)重要指標(biāo)。透鏡參數(shù)分為四個(gè)部分：放大倍率、焦距、景深和透鏡安裝。

工業(yè)相機(jī)在機(jī)器視覺系統(tǒng)中最本質(zhì)功能就是將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，與普通相機(jī)相比，它具有更高的傳輸力、抗干擾力以及穩(wěn)定的成像能力。

鏡頭在機(jī)器視覺系統(tǒng)中主要負(fù)責(zé)光束調(diào)制，并完成信號(hào)傳遞。

4、圖像

圖像處理：圖像的增強(qiáng)、圖像的平滑處理...

圖像的增強(qiáng)用于調(diào)整圖像的對(duì)比度，突出圖像中的重要細(xì)節(jié)，改善視覺質(zhì)量。通常采用灰度直方圖修改技術(shù)進(jìn)行圖像增強(qiáng)。

圖像的平滑處理技術(shù)即圖像的去噪聲處理，主要是為了去除實(shí)際成像過程中，因成像設(shè)備和環(huán)境所造成的圖像失真，提取有用信息。

圖像采集卡雖然只是完整機(jī)器視覺系統(tǒng)的一個(gè)部件，但它同樣非常重要，直接決定了攝像頭的接口：黑白、彩色、模擬、數(shù)字等。

圖像采集卡一般以插入卡的形式安裝保存在PC當(dāng)中，他的工作主要是根據(jù)把視覺相機(jī)采集的圖像傳輸給計(jì)算機(jī)。它將來源于相機(jī)的模擬或數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)形式的圖像數(shù)據(jù)流分析，及其它可以操縱相機(jī)的一些參數(shù)。

還有圖像的數(shù)據(jù)編碼和傳輸：邊緣銳化、圖像的分割、圖像的識(shí)別...等。

5、平臺(tái)

計(jì)算機(jī)是一個(gè)PC式視覺系統(tǒng)的關(guān)鍵，傳輸過來的視覺圖像在這里實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的處理和大部分的邏輯操縱。為了減少處理時(shí)間和抗干擾能力，勢(shì)必要選擇工業(yè)級(jí)的計(jì)算機(jī)。

6、視覺處理軟件

機(jī)器視覺軟件用以完成輸入的圖像數(shù)據(jù)的處理，隨后根據(jù)相應(yīng)的計(jì)算算出結(jié)果，這個(gè)輸出的結(jié)果可能是PASS/FAIL信號(hào)、坐標(biāo)位置、字符串等。

機(jī)器視覺軟件是機(jī)器視覺系統(tǒng)中自動(dòng)化處理的關(guān)鍵部件，根據(jù)具體應(yīng)用需求，對(duì)軟件包進(jìn)行二次開發(fā)，可自動(dòng)完成對(duì)圖像采集、顯示、存儲(chǔ)和處理。在選購機(jī)器視覺軟件時(shí)，一定要注意開發(fā)硬件環(huán)境、開發(fā)操作系統(tǒng)、開發(fā)語言等，確保軟件運(yùn)行穩(wěn)定，方便二次開發(fā)。

7、 操縱單元

一旦視覺軟件完成圖像分析（除非僅用于監(jiān)控），隨后需要和外部單元實(shí)現(xiàn)通信以完成對(duì)生產(chǎn)過程的操縱。