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中级篇 彩色照相机的效果与预处理

2017年05月11日



 
  可以看到,当工件表面为有光泽的曲面时,使用黑白照相机并不能得到类似人眼所观察到的图像处理效果。从上面的实物图像可以看到,造成这种现象的原因是标签的亮度不均匀。如果使用彩色照相机,就可以如右图一样,只提取标签的金色部分。这是因为,与采用亮度作为处理标准的黑白照相机不同,彩色照相机使用色相(色调)数据进行图像处理。
  当前,图像传感器主要使用黑白照相机。在某些情况下,并不能得到良好的检查效果。对于这些情况,如果使用彩色照相机则往往可以实现稳定的检查。在前面三讲中,主要介绍了与 拍摄(图像摄制) 相关的内容。本讲将介绍与图像的“预处理”相关的内容。所谓预处理就是指通过使用拍摄效果近似人眼观察效果的“彩色照相机”以及控制器对于图像进行稳定的图像处理。
4 - 2 彩色照相机是什么
  对于使用图像传感器的彩色照相机,其中一种是俗称  单板式 的 CCD。为了得到彩色图像,需要三原色(RGB)信息。CCD 的每一个像素都贴有一种三原色(R、G 或 B)的滤镜。这样,每个像素就可以将 R、G 或 B 的 256 级浓淡数据传送给控制器。控制器利用这些数据进行彩色图像处理。
关于比色体系
  一种用数值表示颜色的体系,通常用含有三个轴的三维图表加以表示。比色系统有许多种类,其中采用色调(Hue)、饱和度(Saturation)及亮度(Value)等 3 要素的 HSV 模式最接近人眼的观察效果,因此最适于图像处理。
4 - 3 彩色二值化处理
  黑白照相机使用256级浓淡信息。与此相比,彩色照相机使用 R、G、B 三种颜色的各 256 级浓淡信息。这意味着彩色照相机有 256×256×256=16777216 级浓淡信息,是黑白照相机的 8 万倍,因此使用彩色照相机可以检测出更多的细节。所谓彩色二值化处理是指从约 1677 万级颜色中只选择指定颜色范围的处理方法。


 4 - 3 总结
  彩色照相机通过利用 R、G、B 各 256 级浓淡数据(即 1677 万级浓淡数据),可以检测出黑白照相(256级浓淡数据)检测不到的颜色差异,因此能够进一步扩大图像传感器的应用领域。
4 - 4 彩色浓淡处理
  彩色照相机的信息量是黑白照相机的 8 万倍。如果对于这些信息全部进行处理,则需要大量的时间。而用于高速生产线的图像传感器需要以百分之一秒的时间单位进行图像处理。另外,在一些不适于采用二值化处理的应用中(例如形状搜索、表面损伤检查等),由于信息量过大,会形成干扰,从而使特征点变得不清晰。为了解决这些问题,我们开发了一种新的预处理功能,即“彩色浓淡处理”

 
 4 - 4 的总结
  使用彩色照相机的优点是可以得到大量的数据。其缺点是处理大量数据需要更长的时间。为了解决这个问题,我们开发了一种新的预处理方法,即“彩色浓淡处理”。采用这种方法,可以在使用彩色照相机的情
况下实现以百分之一秒为时间单位的高速图像处理

4 - 6 其它预处理
  各种图像传感器根据其使用目的的不同,会具有不同的预处理功能。利用这些功能,可以将图像转换成最适宜的图像。这些功能不仅适用于黑白照相机,同时还适用于经彩色二值化处理、彩色浓淡处理后的彩色照相机。下面将介绍其中几种预处理功能。


 
中级篇总结
  拍摄(即“拍出清晰的画面”)是图像处理的基础。使用彩色照相机可以识别与人眼观察效果相近的颜色差异。另外,通过利用预处理功能,还可以将图像加工成最适于检查的图像。在进行损伤检查、尺寸测量等正式处理之前,通过优化摄影及预处理,可以实现稳定的检查效果。
 
 
 
 

 
 
 
 

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