認識機器視覺系統——CCD相機

 

 

    現代化的工業自動化技術中,機器視覺成為了必不可少的組成部分,擔負起外觀尺寸檢測、引導定位等作用的系統模塊,從產品上來看,現有的機器視覺系統分為兩類:CMOS和CCD。

 

機器視覺系統

 

    從上圖可以看出一套完整的機器視覺系統包含:相機、鏡頭、光源、圖像采集卡、圖像處理軟件、監視器、通訊和輸入輸出單元。其工作原理主要是使用相機將被檢測的的物體轉換成圖像信號,通過圖像采集卡傳送給專用的圖像處理軟件,系統會根據像素的分布、亮度、顏色等訊息轉變成數字信號,圖像處理系統根據大量計算來獲取物體的特征,通過系統預設特征值進行判別,從而區別正品和次品。

視覺檢測系統工作原理圖 

 

    今天我們重點介紹的是相機CMOS和CCD的區別。

 

    CCD與CMOS同屬感光元件,是相機中最重要的組成部分。如果把相機本身比喻成一個人的話,那CCD就好比人的大腦。目前CCD在成像質量上面優于CMOS。

    CCD的全稱叫做Charge Coupled Device,中文名叫電荷藕合器件圖像傳感器。它能夠把光源信號轉變成電荷信號,通過模擬到數字轉換器芯片轉換成全數字信號,再經過壓縮以后由相機內部存儲卡進行保存。CCD本身由許多感光單元組成,基本的單位以百萬像素來計算。當鏡頭打開,CCD表面受到光線照射時,每個感光單元會將不同的電荷信號,把所有的感光單位所產生的電荷信號疊加在一起,就能構成一幅完整的數碼照片。

    一般的消費者最需要了解的就是CCD的尺寸。目前市面上的消費級數碼相機主要有1/1.8英寸、1/2.5英寸、2/3英寸等等多種規格。我們判斷它們的方法只有一個,那就是CCD尺寸越大,感光面積越大,相應的成像效果越好。比如一臺同樣為500萬像素的數碼相機,采用2/3英寸CCD的那臺成像一定要好于采用1/1.8英寸的另一臺。因為如果在固定的CCD尺寸上單純地增加像素,會造成每個像素的感光面積相對縮小,他們之間很容易造成互相干擾的現象,從而影響最終整體的成像效果。
因為制造的工藝的問題,一般采用大尺寸的數碼相機價格比較昂貴。另外,因為CCD的大小直接決定相機本身的體積,一般的超便攜型數碼相機所采用的CCD的尺寸都要比專業級數碼相機上所使用CCD的尺寸要小很多,所以在最終成像上會有比較大的差距。

 

    CMOS相比CCD而言,低成本、低功耗、集成度更高,目前在機器視覺中CMOS的使用正在興起。

 

    綜上,CCD一直在以降低功耗為改進目標,而CMOS則是在成像分辨率和靈敏度上面進行優化。


視覺檢測的CCD相機

2018-08-28
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