我(wo)們曾經(jing)講過視覺檢測的(de)工作原理，是要多個系統(tong)協同(tong)作用、共同(tong)工作，得出(chu)測量結論。

那(nei)么，一(yi)個典型的視覺檢測(ce)系統主要(yao)有哪(na)些結(jie)構組成(cheng)呢？

按先今(jin)的分(fen)類，一(yi)個典型的機(ji)器(qi)視覺系(xi)統主要包括五(wu)大塊，分(fen)別是照明、鏡頭、相(xiang)機(ji)、圖像采集(ji)和視覺處(chu)理(li)器(qi)。

下(xia)面，我們(men)就來認(ren)識一(yi)下(xia)這五個結構的(de)用途、特點與工作情況。

照(zhao)明是影響機器視(shi)覺系統輸(shu)入的重(zhong)要因素，它直接(jie)影響輸(shu)入數據的質量和應用效果。

照明系統可以將被(bei)測(ce)物特(te)征最大化，并減少相應的背景中(zhong)對比(bi)物的影(ying)響，使(shi)高速相機(ji)可以清晰(xi)地“看見”被(bei)測(ce)物。

高對(dui)比(bi)的(de)(de)圖像(xiang)可以降(jiang)低(di)系統難(nan)度并(bing)提高系統的(de)(de)穩定性；反之，低(di)對(dui)比(bi)的(de)(de)圖像(xiang)會增加(jia)系統的(de)(de)處理時間并(bing)使加(jia)大系統的(de)(de)復(fu)雜度。

機器視覺應用的(de)成功(gong)很大一(yi)部分取決(jue)于照(zhao)明設置(zhi)，一(yi)個(ge)合適(shi)的(de)照(zhao)明系(xi)統可以使整個(ge)視覺檢測系(xi)統更具有效率和準確性(xing)。

由于(yu)沒(mei)有通用的機(ji)器視覺照(zhao)明(ming)設備，所(suo)以針對每(mei)個特定的應(ying)用實例，要選擇(ze)相應(ying)的照(zhao)明(ming)裝置，以達到至佳效果。

光源可(ke)(ke)(ke)分為可(ke)(ke)(ke)見光和不可(ke)(ke)(ke)見光。常用的幾種可(ke)(ke)(ke)見光源是白熾燈、日光燈、水銀燈和鈉(na)光燈。

可見光(guang)的(de)(de)缺點是(shi)光(guang)能不能保持穩(wen)定。如何使光(guang)能在一定的(de)(de)程(cheng)度上(shang)保持穩(wen)定，是(shi)實用化(hua)過(guo)程(cheng)中急需要解決的(de)(de)問題(ti)。

另一方(fang)面，環境光有可能影響(xiang)圖像的質量，所以(yi)可采用加防護屏的方(fang)法來減少環境光的影響(xiang)。

照明(ming)系統按(an)其照射方法可分(fen)為：背向照明(ming)、前向照明(ming)、結(jie)構光(guang)和(he)頻閃光(guang)照明(ming)等。

其中，背向照(zhao)明是被(bei)測(ce)物放在光源和攝像(xiang)(xiang)機之間，它的優點(dian)是能獲得高(gao)對比(bi)度(du)的圖像(xiang)(xiang)。

前(qian)向(xiang)照明是光(guang)源和攝(she)像機位于被(bei)測物的同(tong)側，這種(zhong)方式(shi)便(bian)于安裝。

結構光照明是將光柵(zha)或(huo)線(xian)光源(yuan)等投射(she)到被(bei)(bei)測(ce)物上(shang)，根(gen)據它們(men)產生的畸(ji)變，解調出被(bei)(bei)測(ce)物的三維信息。

頻(pin)閃光照(zhao)明是將(jiang)高頻(pin)率的(de)光脈沖(chong)照(zhao)射到物體上，攝像機拍攝要求與(yu)光源同步(bu)。

機器視(shi)覺照明(ming)要點有(you)使(shi)(shi)用強(qiang)光(guang)檢(jian)測(ce)缺失的材(cai)料、使(shi)(shi)用合(he)適(shi)的波長進行精確定位、使(shi)(shi)用非散(san)射照明(ming)檢(jian)測(ce)玻璃裂縫(feng)、使(shi)(shi)用擴散(san)光(guang)檢(jian)查(cha)透明(ming)包裝(zhuang)、使(shi)(shi)用顏(yan)色(se)來創建對比度(du)等。

相機(ji)鏡頭(tou)由多個(ge)透鏡、可(ke)變（亮度(du)）光圈和對(dui)焦環組成。使用時由操(cao)作者觀(guan)察相機(ji)顯示屏來調整(zheng)可(ke)變光圈和焦點(dian)，以(yi)確保圖像(xiang)的(de)明亮程度(du)及清晰度(du)。

在選擇鏡頭(tou)時需要考慮多個(ge)方面的(de)因素如焦(jiao)距、目(mu)標(biao)(biao)高度、影像(xiang)高度、放(fang)大倍數(shu)、影像(xiang)至目(mu)標(biao)(biao)的(de)距離等。

在實際應用(yong)中“選(xuan)擇與(yu)視場(chang)相符的透鏡”及“以(yi)大景深(shen)聚焦(jiao)圖像”是(shi)選(xuan)擇鏡頭(tou)時非(fei)常重(zhong)要的兩(liang)個方面(mian)。

機器視覺相(xiang)機的(de)目(mu)的(de)是(shi)將通(tong)過(guo)鏡頭投(tou)影到傳感(gan)器的(de)圖像傳送到能夠儲存、分析和(he)（或者(zhe)）顯示的(de)機器設(she)備上。

按照(zhao)不(bu)(bu)同標準可分為不(bu)(bu)通類型的相機。

按(an)(an)照(zhao)(zhao)芯片(pian)類(lei)型可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)分(fen)(fen)(fen)(fen)為(wei)(wei)CCD相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)、CMOS相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)；按(an)(an)照(zhao)(zhao)傳感器的(de)結構特性可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)分(fen)(fen)(fen)(fen)為(wei)(wei)線陣相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)、面(mian)陣相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)；按(an)(an)照(zhao)(zhao)掃描(miao)方式可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)分(fen)(fen)(fen)(fen)為(wei)(wei)隔行掃描(miao)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)、逐行掃描(miao)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)；按(an)(an)照(zhao)(zhao)分(fen)(fen)(fen)(fen)辨率大小可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)分(fen)(fen)(fen)(fen)為(wei)(wei)普通分(fen)(fen)(fen)(fen)辨率相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)、高分(fen)(fen)(fen)(fen)辨率相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)；按(an)(an)照(zhao)(zhao)輸出信(xin)(xin)號(hao)方式可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)分(fen)(fen)(fen)(fen)為(wei)(wei)模擬相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)、數字相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)；按(an)(an)照(zhao)(zhao)輸出色彩(cai)可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)分(fen)(fen)(fen)(fen)為(wei)(wei)單色（黑白）相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)、彩(cai)色相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)；按(an)(an)照(zhao)(zhao)輸出信(xin)(xin)號(hao)速度(du)可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)分(fen)(fen)(fen)(fen)為(wei)(wei)普通速度(du)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)、高速相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)；按(an)(an)照(zhao)(zhao)響應頻率范圍可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)分(fen)(fen)(fen)(fen)為(wei)(wei)可(ke)(ke)見光(guang)（普通）相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)、紅外相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)、紫外相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)等。

CCD和CMOS是現(xian)在普遍采用的(de)(de)兩(liang)種圖像工藝(yi)技術，它們之(zhi)間的(de)(de)主(zhu)要差異(yi)在于(yu)傳送(song)方式的(de)(de)不同。

主要(yao)的性(xing)能區別有噪(zao)聲差(cha)異(yi)(yi)(yi)、耗電量差(cha)異(yi)(yi)(yi)、分辨率差(cha)異(yi)(yi)(yi)、靈敏度差(cha)異(yi)(yi)(yi)、成本(ben)差(cha)異(yi)(yi)(yi)等多(duo)種不同(tong)。

選擇相機(ji)首(shou)先要(yao)明確(que)自己的需求，第(di)(di)一、要(yao)先確(que)定(ding)檢測(ce)(ce)產品的精(jing)度要(yao)求。第(di)(di)二(er)、要(yao)確(que)定(ding)相機(ji)要(yao)看的視野大小。第(di)(di)三、要(yao)確(que)定(ding)檢測(ce)(ce)物體的速度。第(di)(di)四、要(yao)確(que)定(ding)是(shi)動(dong)態檢測(ce)(ce)還是(shi)靜態檢測(ce)(ce)。

明確需求后(hou)要(yao)確定硬件類型，主要(yao)有(you)相面像素大小的(de)確定、相機傳輸方(fang)式(shi)的(de)確定和相機的(de)觸發方(fang)式(shi)的(de)選擇。

圖(tu)像采集卡對于(yu)工業和科研應用，其目標是從(cong)初始的視頻信號獲取一(yi)幅精確的數字圖(tu)像。

機器視覺(jue)檢(jian)測(ce)設備上的圖(tu)像采集(ji)(ji)卡(ka)主要(yao)是由視頻輸入、A/D轉換、時(shi)序及采集(ji)(ji)控制(zhi)、圖(tu)像處理、總(zong)線接口及控制(zhi)、輸出及控制(zhi)等幾大模塊構成。

圖像采(cai)集卡只(zhi)是完整的機(ji)器視覺(jue)系統的一(yi)(yi)個(ge)部件，但是它扮演一(yi)(yi)個(ge)非(fei)常(chang)重要的角色。

圖像采(cai)集(ji)卡(ka)直接決(jue)定了攝像頭(tou)的接口：黑白、彩色、模擬(ni)、數字等等。

機器視(shi)覺(jue)檢(jian)測(ce)系統(tong)中工(gong)業相機種(zhong)類的不(bu)(bu)同，在選擇圖像采集卡時(shi)也應有所不(bu)(bu)同。

在(zai)選擇時更(geng)要關(guan)注(zhu)卡的穩(wen)定性(xing)、價格、功能等和產品(pin)成本息息相關(guan)的因素。

視(shi)覺處理器(qi)集采集卡與處理器(qi)于一體。

以(yi)往(wang)計算(suan)機(ji)速度較慢時(shi)，采用視覺處理器加(jia)快(kuai)視覺處理任務。

由于采集卡可(ke)以快(kuai)速傳輸圖像(xiang)到(dao)存儲器，而(er)且計算(suan)機也快(kuai)多了，所以視覺處理器用的(de)較少了。

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