我們曾經(jing)講過視覺檢測(ce)的(de)工作原理，是要多個(ge)系統協同(tong)作用(yong)、共同(tong)工作，得出測(ce)量(liang)結論。

那么，一個(ge)典(dian)型的視覺檢測系統主(zhu)要(yao)有哪些結構組成呢？

按先今的(de)分類，一個典型的(de)機器(qi)視(shi)覺系統主(zhu)要(yao)包括五大塊，分別是照明(ming)、鏡頭、相機、圖像采集和(he)視(shi)覺處理器(qi)。

下(xia)(xia)面，我們就來認(ren)識一下(xia)(xia)這五個結構(gou)的用途、特點與工作(zuo)情況(kuang)。

照明是影響機器(qi)視(shi)覺系統輸入的(de)重要因(yin)素，它直接影響輸入數據的(de)質量和應用效果。

照明系統可(ke)以將被測物(wu)特征最大化，并減少相(xiang)(xiang)應的(de)背景中對比物(wu)的(de)影響(xiang)，使高速相(xiang)(xiang)機可(ke)以清晰地“看見”被測物(wu)。

高對比的(de)圖像可以降低(di)系(xi)統(tong)難度并(bing)(bing)提高系(xi)統(tong)的(de)穩定性；反(fan)之，低(di)對比的(de)圖像會增加系(xi)統(tong)的(de)處理時間并(bing)(bing)使加大系(xi)統(tong)的(de)復雜(za)度。

機(ji)器視覺(jue)應用的成功很大一部分取(qu)決于照(zhao)明設置(zhi)，一個(ge)合適的照(zhao)明系統可(ke)以使整個(ge)視覺(jue)檢(jian)測系統更具有效率和準確性。

由(you)于沒有(you)通用的機(ji)器視覺照明設備，所以針對(dui)每個特定的應用實例，要選(xuan)擇相應的照明裝置，以達到(dao)至佳效果。

光(guang)(guang)(guang)源可(ke)(ke)分為可(ke)(ke)見(jian)光(guang)(guang)(guang)和(he)不可(ke)(ke)見(jian)光(guang)(guang)(guang)。常用的(de)幾種可(ke)(ke)見(jian)光(guang)(guang)(guang)源是白熾(chi)燈(deng)、日(ri)光(guang)(guang)(guang)燈(deng)、水銀(yin)燈(deng)和(he)鈉光(guang)(guang)(guang)燈(deng)。

可見(jian)光的(de)缺點是光能(neng)不能(neng)保(bao)持穩定(ding)。如何使光能(neng)在(zai)一定(ding)的(de)程度上保(bao)持穩定(ding)，是實用(yong)化過程中(zhong)急需要解決的(de)問題。

另(ling)一方面(mian)，環(huan)境(jing)光有可能影(ying)響(xiang)圖像(xiang)的(de)(de)質量(liang)，所以可采用加防護屏的(de)(de)方法來(lai)減少(shao)環(huan)境(jing)光的(de)(de)影(ying)響(xiang)。

照(zhao)明系統按(an)其(qi)照(zhao)射(she)方法可(ke)分為：背向(xiang)照(zhao)明、前向(xiang)照(zhao)明、結構光(guang)和頻閃光(guang)照(zhao)明等。

其中，背(bei)向照明是(shi)被測物放(fang)在光源和攝像(xiang)機之間，它的優點是(shi)能獲得高對(dui)比度的圖像(xiang)。

前(qian)向(xiang)照明(ming)是光(guang)源(yuan)和攝像機位于被測物的同側，這種(zhong)方式便(bian)于安裝。

結構光照明是(shi)將光柵或線光源等投射(she)到被(bei)測(ce)物(wu)上，根據它們產生的畸變，解調(diao)出被(bei)測(ce)物(wu)的三維信息。

頻閃光(guang)照(zhao)明是將高頻率的光(guang)脈沖照(zhao)射(she)到(dao)物體上，攝像機拍攝要求與光(guang)源同步。

機器視覺(jue)照(zhao)明要點有使用(yong)(yong)(yong)強光檢測缺失(shi)的材料、使用(yong)(yong)(yong)合(he)適的波長進(jin)行精確定(ding)位、使用(yong)(yong)(yong)非(fei)散射照(zhao)明檢測玻(bo)璃裂(lie)縫、使用(yong)(yong)(yong)擴散光檢查透明包裝、使用(yong)(yong)(yong)顏(yan)色來創建對比(bi)度等。

相機鏡頭由(you)多(duo)個透鏡、可變(bian)（亮度）光(guang)圈(quan)和對焦環組成(cheng)。使用時由(you)操(cao)作者觀察相機顯示屏來調整可變(bian)光(guang)圈(quan)和焦點(dian)，以確保(bao)圖(tu)像(xiang)的明(ming)亮程度及清晰度。

在選(xuan)擇鏡頭時需要考慮多個方(fang)面的因素如焦距、目標(biao)高(gao)度(du)、影像(xiang)高(gao)度(du)、放大倍(bei)數(shu)、影像(xiang)至目標(biao)的距離等。

在實(shi)際應(ying)用中“選(xuan)擇(ze)與(yu)視場相(xiang)符的(de)透鏡(jing)”及“以大(da)景深聚(ju)焦圖像”是(shi)選(xuan)擇(ze)鏡(jing)頭時非常重要的(de)兩個方面。

機(ji)器視覺相機(ji)的目的是將(jiang)通過鏡頭投影到(dao)傳感器的圖像傳送到(dao)能夠(gou)儲存、分析(xi)和(he)（或者）顯(xian)示的機(ji)器設備上。

按照不(bu)同標(biao)準可分為(wei)不(bu)通類型的相機。

按(an)(an)照(zhao)(zhao)(zhao)芯片類型可(ke)以(yi)分(fen)(fen)(fen)為(wei)CCD相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)、CMOS相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)；按(an)(an)照(zhao)(zhao)(zhao)傳感器的結構特性可(ke)以(yi)分(fen)(fen)(fen)為(wei)線陣相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)、面陣相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)；按(an)(an)照(zhao)(zhao)(zhao)掃(sao)描方式可(ke)以(yi)分(fen)(fen)(fen)為(wei)隔行(xing)掃(sao)描相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)、逐行(xing)掃(sao)描相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)；按(an)(an)照(zhao)(zhao)(zhao)分(fen)(fen)(fen)辨率(lv)大小可(ke)以(yi)分(fen)(fen)(fen)為(wei)普通分(fen)(fen)(fen)辨率(lv)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)、高(gao)分(fen)(fen)(fen)辨率(lv)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)；按(an)(an)照(zhao)(zhao)(zhao)輸(shu)(shu)出信(xin)號(hao)方式可(ke)以(yi)分(fen)(fen)(fen)為(wei)模擬相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)、數字相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)；按(an)(an)照(zhao)(zhao)(zhao)輸(shu)(shu)出色彩可(ke)以(yi)分(fen)(fen)(fen)為(wei)單(dan)色（黑白）相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)、彩色相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)；按(an)(an)照(zhao)(zhao)(zhao)輸(shu)(shu)出信(xin)號(hao)速度可(ke)以(yi)分(fen)(fen)(fen)為(wei)普通速度相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)、高(gao)速相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)；按(an)(an)照(zhao)(zhao)(zhao)響應(ying)頻率(lv)范圍可(ke)以(yi)分(fen)(fen)(fen)為(wei)可(ke)見光（普通）相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)、紅外(wai)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)、紫外(wai)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)等。

CCD和CMOS是(shi)現在普遍采用的兩(liang)種圖像工藝技術，它(ta)們之(zhi)間的主要差異在于(yu)傳(chuan)送方式的不同。

主要的性能區(qu)別有噪(zao)聲差異、耗電量差異、分辨(bian)率差異、靈(ling)敏(min)度差異、成本差異等(deng)多種不(bu)同。

選擇相機首(shou)先(xian)要明(ming)確(que)自己的(de)(de)需(xu)求(qiu)，第(di)一、要先(xian)確(que)定檢測(ce)產品的(de)(de)精度要求(qiu)。第(di)二、要確(que)定相機要看的(de)(de)視野大(da)小。第(di)三、要確(que)定檢測(ce)物(wu)體的(de)(de)速度。第(di)四(si)、要確(que)定是(shi)動態檢測(ce)還是(shi)靜態檢測(ce)。

明確(que)(que)需求后(hou)要確(que)(que)定(ding)硬件類型，主要有相面(mian)像素大小(xiao)的(de)(de)確(que)(que)定(ding)、相機(ji)傳輸方(fang)式的(de)(de)確(que)(que)定(ding)和相機(ji)的(de)(de)觸發(fa)方(fang)式的(de)(de)選擇(ze)。

圖像采(cai)集卡對(dui)于工業(ye)和(he)科研(yan)應用(yong)，其目標是從初始的(de)視頻信號獲取(qu)一(yi)幅精確的(de)數(shu)字(zi)圖像。

機器視(shi)(shi)覺檢(jian)測設備上的圖像采集卡主(zhu)要是(shi)由視(shi)(shi)頻輸入、A/D轉換、時序(xu)及(ji)采集控制、圖像處理、總線接口(kou)及(ji)控制、輸出及(ji)控制等(deng)幾大(da)模塊(kuai)構(gou)成(cheng)。

圖像(xiang)采集卡(ka)只是(shi)完整(zheng)的(de)機(ji)器(qi)視覺(jue)系統的(de)一個部(bu)件(jian)，但是(shi)它扮演一個非(fei)常重(zhong)要的(de)角色。

圖像采(cai)集(ji)卡(ka)直接決(jue)定了(le)攝像頭的(de)接口：黑白、彩色、模(mo)擬、數(shu)字等(deng)等(deng)。

機器(qi)視覺檢(jian)測系統中(zhong)工業相機種類(lei)的不(bu)同(tong)，在選擇圖像采(cai)集卡時也應有所(suo)不(bu)同(tong)。

在(zai)選擇時更要關注(zhu)卡的(de)穩定(ding)性(xing)、價格、功能等和產品成本息(xi)息(xi)相關的(de)因素。

視覺處理器集采集卡(ka)與處理器于(yu)一體(ti)。

以往計算機速度(du)較(jiao)慢時，采用視覺處理器加(jia)快(kuai)視覺處理任務。

由于采集卡可以快速(su)傳輸圖像到存儲器(qi)，而且(qie)計算(suan)機(ji)也快多了(le)，所以視覺處理器(qi)用的較少了(le)。

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