一、畫(huà)面重要參數(shù)

1.焦距（Focal Length）

焦距是從畫(huà)面的重心點(diǎn)到膠平面上所產(chǎn)生的明顯印象之間的隔絕。焦距的巨細(xì)確定著視角的巨細(xì)，焦距數(shù)值小，視角大，所查看的范疇也大；焦距數(shù)值大，視角小，查看范疇小。按照焦距是否安排，可分為定焦畫(huà)面和變焦畫(huà)面兩大類(lèi)。

2.光圈(Iris)

用F表白，以畫(huà)面焦距f和通光孔徑D的比值來(lái)測(cè)量。每個(gè)畫(huà)面上都標(biāo)有最大F值，比方 8mm /F1.4代辦最大孔徑為 5.7毫米 。F值越小，光圈越大，F(xiàn)值越大，光圈越小。

3.對(duì)應(yīng)最大CCD尺寸(Sensor Size)

畫(huà)面成像直徑可掩蓋的最大CCD芯片尺寸。重要有：1/2″、2/3″、1″和1″之上。

4.接口(Mount)

畫(huà)面與相機(jī)的貫穿辦法。常用的囊括C、CS、F、V、T2、Leica、M42x1、M75x0.75等。

5.景深(Depth of Field,DOF)

景深是指在被攝物體聚焦領(lǐng)會(huì)后，在物體前后確定隔絕內(nèi)，其印象仍舊明顯的范疇。景深隨畫(huà)面的光圈值、焦距、拍攝隔絕而變革。光圈越大，景深越?。还馊υ叫　⒕吧钤酱?。焦距越長(zhǎng)，景深越小；

焦距越短，景深越大。隔絕拍攝體越近時(shí)，景深越小；隔絕拍攝體越遠(yuǎn)時(shí)，景深越大。

6.辨別率(Resolution)

辨別率代辦畫(huà)面記載物體詳細(xì)的本領(lǐng)，以每毫米內(nèi)里不妨辨別口角對(duì)線的數(shù)目為計(jì)量單元：“線對(duì)/毫米”（lp/mm）。辨別率越高的畫(huà)面成像越明顯。

7、處事隔絕(Workingdistance,WD)

畫(huà)面第一個(gè)處事面到被測(cè)物體的隔絕。

8、視線范疇(Field of View,FOV)

相機(jī)本質(zhì)拍到地區(qū)的尺寸。

9、光學(xué)夸大倍數(shù)(Magnification,?)

CCD/FOV，即芯片尺寸除以視線范疇。

10、數(shù)值孔徑(NumericalAperture,NA)

數(shù)值孔徑即是由物體與物鏡間紐帶的反射率n與物鏡孔徑角的一半（a\2）的正弦值的乘積，計(jì)劃公式為N.A=n*sin a/2。數(shù)值孔徑與其它光學(xué)參數(shù)有著出色的聯(lián)系，它與辨別率成正比，與夸大率成正比。也即是說(shuō)數(shù)值孔徑，徑直確定了畫(huà)面辨別率，數(shù)值孔徑越大，辨別率越高，要不反之。

11、反面焦(Flange distance)

精確來(lái)說(shuō)，后倍焦是相機(jī)的一個(gè)參數(shù)，指相機(jī)接口平面到芯片的隔絕。但在線掃描畫(huà)面大概大面陣相機(jī)的畫(huà)面選型時(shí)，后倍焦是一個(gè)特殊要害的參數(shù)，由于它徑直感化畫(huà)面的擺設(shè)。各別廠家的相機(jī)，哪怕接口一律也大概有各別的后倍焦。

二、畫(huà)面的選型

1.采用畫(huà)面接口和最大CCD尺寸

畫(huà)面接口只有可跟相機(jī)接口配合安置或可經(jīng)過(guò)附加變換口配合安置就不妨了；畫(huà)面可扶助的最大CCD尺寸應(yīng)大于即是選配相機(jī)CCD芯片尺寸。

2.采用畫(huà)面焦距

如圖所示，在已知相機(jī)CCD尺寸、處事隔絕（WD）和視線（FOV）的情景下，不妨計(jì)劃出所需畫(huà)面的焦距（f）。

3.采用畫(huà)面光圈

畫(huà)面的光圈巨細(xì)確定圖像的亮度，在拍攝高速疏通物體、暴光功夫很短的運(yùn)用中，該當(dāng)采用大光圈畫(huà)面，以普及圖像亮度。

4.采用遠(yuǎn)心畫(huà)面

遠(yuǎn)心畫(huà)面是為矯正保守畫(huà)面的視差而特出安排的畫(huà)面，它不妨在確定的物距范疇內(nèi)，使獲得的圖像夸大倍率不會(huì)隨物距的變革而變革。遠(yuǎn)心畫(huà)面與保守畫(huà)面比較，如圖：

遠(yuǎn)心畫(huà)面又分為物方遠(yuǎn)心和雙側(cè)遠(yuǎn)心兩種，如圖：

呆板視覺(jué)的畫(huà)面采用創(chuàng)作各別

呆板視覺(jué)為產(chǎn)業(yè)遏制體例減少了新的維度，它不妨供給安裝線上零件的尺寸、場(chǎng)所和目標(biāo)。而符合的畫(huà)面采用對(duì)于呆板視覺(jué)是否表現(xiàn)應(yīng)有的效率利害常要害的。

呆板視覺(jué)在遏制產(chǎn)業(yè)過(guò)程傍邊的效率越來(lái)越要害了，更加是在呆板人啟發(fā)、目的辨別和品質(zhì)保護(hù)等范圍。暫時(shí)特出的視覺(jué)體例仍舊勝過(guò)了那些基礎(chǔ)功效（比方辯別零件和決定目標(biāo)）的范圍，還不妨供給后續(xù)功效的消息，比方將物體從一個(gè)場(chǎng)所移至另一個(gè)。

對(duì)于安裝線和洪量檢驗(yàn)和測(cè)定操縱中運(yùn)用的呆板人體例，比方公共汽車(chē)消費(fèi)和檢驗(yàn)和測(cè)定線，傳遞帶常常是參考。這邊，呆板人實(shí)行兩項(xiàng)工作：辨別和傳遞。

在絕大普遍呆板視覺(jué)運(yùn)用里，光學(xué)遏制都利害常要害的。呆板人視覺(jué)體例同樣訴求極高的可反復(fù)性，所以縮小顫動(dòng)供給明顯圖像是需要的。

在一致方劑工場(chǎng)如許的大范圍單元檢驗(yàn)和測(cè)定線上，視覺(jué)體例必需不妨辨識(shí)缺點(diǎn)包、不行讀標(biāo)簽和產(chǎn)物缺點(diǎn)和失誤。視覺(jué)體例必需不妨以極高的精確度趕快辨別和丈量方形、圓形和卵形物體。普及呆板視覺(jué)體例的透徹度，不妨扶助維持一致的包裝外表和臉色。對(duì)于食物檢驗(yàn)和測(cè)定體例，產(chǎn)物的尺寸、臉色、密度和形勢(shì)都須要依附多元檢驗(yàn)和測(cè)定才決定。多元呆板視覺(jué)體例既不妨是彩色相機(jī)也不妨是口角相機(jī)，常常運(yùn)用構(gòu)造照明本領(lǐng)創(chuàng)造產(chǎn)物表面和內(nèi)涵構(gòu)造。

縱然拍照機(jī)、領(lǐng)會(huì)軟硬件和照明對(duì)于呆板視覺(jué)體例都是格外要害的，大概最要害的元件仍舊成像畫(huà)面。體例若想實(shí)足表現(xiàn)其功效，畫(huà)面必需要不妨滿(mǎn)意訴求才行。當(dāng)為遏制體例采用畫(huà)面的功夫，呆板視覺(jué)集成商該當(dāng)商量四個(gè)重要成分：

1.不妨檢驗(yàn)和測(cè)定物體類(lèi)型和個(gè)性；

2.景深大概焦距；

3.加載和檢驗(yàn)和測(cè)定隔絕；

4.運(yùn)轉(zhuǎn)情況。

領(lǐng)會(huì)這四個(gè)成分，不妨對(duì)準(zhǔn)簡(jiǎn)直運(yùn)用決定符合的畫(huà)面采用。

重要夸大率是指?jìng)鞲衅魃虾D書(shū)館像尺寸對(duì)于本質(zhì)物體巨細(xì)的比率。

物體個(gè)性

在為呆板視覺(jué)體例采用畫(huà)面之前，體例集成商必需決定物體和領(lǐng)會(huì)情況。這個(gè)可視地區(qū)叫作無(wú)掩飾視場(chǎng)（FOV），它不妨運(yùn)用豎直和程度兩個(gè)觀點(diǎn)舉行丈量。常常，豎直目標(biāo)和程度目標(biāo)尺寸的比率是4：3，這個(gè)比率在于于拍照機(jī)傳感器處事地區(qū)的尺寸。傳感器的巨細(xì)對(duì)于決定無(wú)掩飾視場(chǎng)合須要的重要夸大率（PMAG）利害常要害的。PMAG是由傳感器尺寸與FOV比擬獲得，是畫(huà)面的處事功效。當(dāng)決定畫(huà)面能否符合的功夫，這一點(diǎn)須要商量。

畫(huà)面夸大率對(duì)于各別尺寸芯片拍照機(jī)配合畫(huà)面十分要害，但是，不要把畫(huà)面夸大率和顯微鏡夸大率搞混了，后者是由光管長(zhǎng)度和本質(zhì)物鏡焦距確定的。而畫(huà)面夸大率重要商量的是拍照機(jī)傳感器的尺寸。

體例夸大率（SMAG）是監(jiān)督器尺寸與傳感器尺寸的比率與PMAG的乘積截止。它是從物體到監(jiān)督器圖像的總體夸大率，也即是所有體例的“處事”截止。商量物體的屏幕尺寸時(shí)，體例夸大率是有效的。

物體的個(gè)性也很要害。畫(huà)面對(duì)于物體特性的領(lǐng)會(huì)本領(lǐng)依附于特性的比較能否激烈。決定體例領(lǐng)會(huì)度、大概物體最小更領(lǐng)會(huì)特性的本領(lǐng)，不妨運(yùn)用諸如倫奇刻線法如許的解像力本領(lǐng)。那些刻線法以線耦（等寬窄的一條黑線和一條白線）來(lái)確定特性。其余的解像力本領(lǐng)還不妨用圈子和點(diǎn)狀網(wǎng)格。

畫(huà)面在指定光彩前提下辨識(shí)一定寬窄的線耦大概點(diǎn)距的本領(lǐng)，確定了它的領(lǐng)會(huì)度。領(lǐng)會(huì)度常常被模塊變換功效（MTF）以圖像的辦法表露出來(lái)。圖形表露了指定線耦頻次下可行的對(duì)立比較度。歪曲、色差和其余波前畸變城市感化弧線的斜率，使弧線偏離理念狀況大概衍射極限的光學(xué)展現(xiàn)。畫(huà)面計(jì)劃有功夫會(huì)以每毫米線耦數(shù)目（lp/mm）為單元列出物體領(lǐng)會(huì)度，再將這個(gè)值除以1000就不妨猜測(cè)出畫(huà)面每忽米的物體領(lǐng)會(huì)度。

在舉行外表領(lǐng)會(huì)的功夫，常常不止運(yùn)用一臺(tái)拍照機(jī)和畫(huà)面，而領(lǐng)會(huì)畫(huà)面的內(nèi)涵缺點(diǎn)（aberration）量也是有價(jià)格的。缺點(diǎn)是指鏡頭前的光學(xué)缺點(diǎn)，不妨惹起同一張圖片里各別點(diǎn)的圖像品質(zhì)分別。領(lǐng)會(huì)常常囊括激光彩和其余圖像里的光彩，如許不妨保證丈量的精確性。少許軟硬件步調(diào)不妨取消諸如畫(huà)面惹起的歪曲之類(lèi)的缺點(diǎn)，以是在最后圖像里惟有領(lǐng)會(huì)數(shù)據(jù)是鮮明的。

巨型方法和地區(qū)掃描拍照機(jī)畫(huà)面是遏制運(yùn)用特出的處置計(jì)劃，由于它具備高領(lǐng)會(huì)度、低歪曲和有限色差。大范疇FOV和兼容性，以及巨型方法傳感器，使那些畫(huà)面在Web、LCD、食物和飲料行業(yè)的運(yùn)用具備很高的價(jià)格。

畫(huà)面是呆板視覺(jué)體例本能的重要確定成分。

隔絕牽制

機(jī)動(dòng)化呆板視覺(jué)體例和安裝線所需的空間分別很大，不妨惟有幾米，也大概須要一整座廠房。所謂的處事隔絕，是指當(dāng)圖像在焦距范疇內(nèi)的功夫，物體和拍照機(jī)鏡頭里端的隔絕。它控制了視覺(jué)體例以及和視覺(jué)系一致起處事的擺設(shè)所須要的空間。有少許運(yùn)用，比方經(jīng)過(guò)真空爐端口查看，處事隔絕特殊精巧，近焦畫(huà)面和散工作隔絕視頻顯微畫(huà)面都不妨運(yùn)用。其余的運(yùn)用，比方強(qiáng)電微觀檢驗(yàn)和測(cè)定，處事隔絕就惟有幾個(gè)英尺。

在極限范疇內(nèi)，經(jīng)過(guò)畫(huà)面從新對(duì)焦，不妨變換處事隔絕。無(wú)窮共軛畫(huà)面的對(duì)焦隔絕不妨從最小處事隔絕從來(lái)到無(wú)窮遠(yuǎn)，有限共軛畫(huà)面則有一個(gè)一定處事隔絕范疇。

寄存和加載控制，囊括用來(lái)勞累情況的養(yǎng)護(hù)外殼，必需具備充滿(mǎn)的柔性，不妨按照處事隔絕舉行安排。比方在很多安置場(chǎng)所，感愛(ài)好的產(chǎn)物地區(qū)和產(chǎn)物線大概在檢驗(yàn)和測(cè)定進(jìn)程中爆發(fā)變革，這就訴求視覺(jué)體例和視覺(jué)元件不妨按照幾何種傳感前提舉行安排。很多拍照機(jī)畫(huà)面須要穩(wěn)固加載，然而當(dāng)物體空間（物體和畫(huà)面之間的隔絕）遭到控制，變換像空間（image space，畫(huà)面與圖像之間的隔絕），就不妨變換處事隔絕。

像空間不妨運(yùn)用兩種辦法舉行變換：經(jīng)過(guò)縮放功效大概分隔。縮放畫(huà)面不妨安排拍照機(jī)體例的視場(chǎng)，而不須要變換處事隔絕。少許縮放體例的元件不妨定制構(gòu)成特出型號(hào)的體例。襟懷衡和顯微運(yùn)用須要以忽米為單元舉行夸大，那些畫(huà)面體例不妨同顯微鏡下的物體對(duì)應(yīng)。縮放畫(huà)面維持著高領(lǐng)會(huì)度，然而本錢(qián)振奮。其余一種計(jì)劃，畫(huà)面分隔器格外財(cái)經(jīng)，而且不妨減少處事隔絕、減小畫(huà)面的可視范疇。但是悲慘的是，這會(huì)帶來(lái)歪曲同聲貶低領(lǐng)會(huì)度。所以，只有空間安排是在5mm之內(nèi)大概畫(huà)面的安排就帶有分隔器，要不分隔器不是一個(gè)引薦的計(jì)劃。

寄存和加載控制，囊括用來(lái)勞累情況的養(yǎng)護(hù)外殼，必需具備充滿(mǎn)的柔性，不妨按照處事隔絕舉行安排。比方在很多安置場(chǎng)所，感愛(ài)好的產(chǎn)物地區(qū)和產(chǎn)物線大概在檢驗(yàn)和測(cè)定進(jìn)程中爆發(fā)變革，這就訴求視覺(jué)體例和視覺(jué)元件不妨按照幾何種傳感前提舉行安排。很多拍照機(jī)畫(huà)面須要穩(wěn)固加載，然而當(dāng)物體空間（物體和畫(huà)面之間的隔絕）遭到控制，變換像空間（image space，畫(huà)面與圖像之間的隔絕），就不妨變換處事隔絕。

像空間不妨運(yùn)用兩種辦法舉行變換：經(jīng)過(guò)縮放功效大概分隔。縮放畫(huà)面不妨安排拍照機(jī)體例的視場(chǎng)，而不須要變換處事隔絕。少許縮放體例的元件不妨定制構(gòu)成特出型號(hào)的體例。襟懷衡和顯微運(yùn)用須要以忽米為單元舉行夸大，那些畫(huà)面體例不妨同顯微鏡下的物體對(duì)應(yīng)?？s放畫(huà)面維持著高領(lǐng)會(huì)度，然而本錢(qián)振奮。其余一種計(jì)劃，畫(huà)面分隔器格外財(cái)經(jīng)，而且不妨減少處事隔絕、減小畫(huà)面的可視范疇。但是悲慘的是，這會(huì)帶來(lái)歪曲同聲貶低領(lǐng)會(huì)度。所以，只有空間安排是在5mm之內(nèi)大概畫(huà)面的安排就帶有分隔器，要不分隔器不是一個(gè)引薦的計(jì)劃。

如許領(lǐng)會(huì)度和比較度城市遭到不好的感化。出于這個(gè)因?yàn)?，DOF同指定的領(lǐng)會(huì)度和比較度相共同。當(dāng)景深確定的情景下，DOF不妨經(jīng)過(guò)減少畫(huà)面孔徑（也即是減少F/#值）來(lái)變大，同聲也須要光彩鞏固。

畫(huà)面的DOF范疇在于于靈驗(yàn)焦距、可接收的朦朧直徑。有少許畫(huà)面被安排成超焦大概可超焦的，這就表示著焦內(nèi)的遠(yuǎn)點(diǎn)不妨拓展到無(wú)窮遠(yuǎn)。這種本領(lǐng)常常運(yùn)用在定焦畫(huà)面上，景深功效很深，然而卻不妨經(jīng)過(guò)虹彩的扶助舉行安排。

不要把遠(yuǎn)心畫(huà)面保衛(wèi)世界和平大會(huì)景深畫(huà)面弄混了。遠(yuǎn)心畫(huà)面不妨使呆板視覺(jué)體例遏制夸大率、取消潛伏缺點(diǎn)，以是同尺寸的物體在像片上莫大都是普遍的，不管它隔絕拍照機(jī)有多遠(yuǎn)。這種畫(huà)面一個(gè)本質(zhì)運(yùn)用的例子是領(lǐng)會(huì)計(jì)劃?rùn)C(jī)通路板。遠(yuǎn)心畫(huà)面常常有一個(gè)處事隔絕范疇，在每一個(gè)處事隔絕點(diǎn)產(chǎn)生有限的景深。集成商在為一個(gè)名目采用遠(yuǎn)心畫(huà)面的功夫，既須要商量處事隔絕范疇，還須要商量景深功效。

在很多情景下，比方說(shuō)彈道檢驗(yàn)和測(cè)定，不妨運(yùn)用變焦畫(huà)面贏得較大的景深。變焦畫(huà)面和縮放畫(huà)面很一致，運(yùn)用在須要常常變幻焦距的場(chǎng)所。那些畫(huà)面常常是馬達(dá)啟動(dòng)的，不妨保護(hù)在對(duì)焦平面上光滑挪動(dòng)。運(yùn)用如許的畫(huà)面，所有彈道、每一個(gè)步驟都不妨掃描到，經(jīng)過(guò)安排焦距來(lái)創(chuàng)造每個(gè)缺點(diǎn)。但是，同縮放畫(huà)面不通，變焦畫(huà)面的處事隔絕也不妨變革，不妨按照須要舉行從新定位。

USAF目的法展現(xiàn)了各別的寬窄的倫奇刻線，不妨測(cè)量畫(huà)面的本能。

獨(dú)力平臺(tái)不妨縮小振蕩

情況的要害性

呆板視覺(jué)體例的情況成分囊括物體曲射系數(shù)、光彩、溫度、振蕩和傳染物。物體的曲射會(huì)引導(dǎo)高光，還大概使特性朦朧。畫(huà)面外殼和遮光罩中的障板不妨貶低光散惹起的高光局面。障板為不通明的圓片，為畫(huà)面的重心孔徑更加安排，不妨控制達(dá)到傳感器的光彩。極化大概散射光源同樣也不妨制止物體曲射展示的熱門(mén)。

光，更加是單色光，不妨使物體的比較度普及，使畫(huà)面圖像的品質(zhì)最大化。在運(yùn)用口角拍照機(jī)的功夫，比較度利害常要害的，不妨經(jīng)過(guò)加減進(jìn)程爆發(fā)。在減法進(jìn)程中，單色光源和拍照機(jī)畫(huà)面濾鏡同領(lǐng)會(huì)物體地方的媒體臉色相配合，物體范圍的地區(qū)不妨曲射而且傳輸光彩，以是顯得比物體越發(fā)光亮。這項(xiàng)本領(lǐng)在凝膠和彩色液體用作背光式觸摸屏大概微粒檢驗(yàn)和測(cè)定的運(yùn)用很有價(jià)格。

差異，在減法體例中，濾鏡樊籬了物體周邊的曲射光，這使得物體看上去比周邊光亮。像藥丸檢驗(yàn)和測(cè)定如許的運(yùn)用，物體的臉色大概是它僅有的特性，這功夫就要運(yùn)用濾鏡。

高溫情況下，大概由于鏡頭前光學(xué)元件的熱伸展展示題目。并不是一切的畫(huà)面都不妨符合溫度變革，在檢驗(yàn)和測(cè)定熱物體時(shí)，最佳運(yùn)用處事隔絕比擬長(zhǎng)的畫(huà)面。

其余一個(gè)要商量的成分是振蕩。常常須要將畫(huà)面承載到和拍照機(jī)分隔的平臺(tái)和桌面上，來(lái)縮小振蕩。重型的拍照機(jī)畫(huà)面老是帶有卡具，即使畫(huà)面不許徑直裝在案板大概一致的分隔桌面上，那么就把承載畫(huà)面的物體放在獨(dú)力平臺(tái)上吧。恒定在獨(dú)力平臺(tái)上的板滯手就常常用來(lái)承載拍照機(jī)和畫(huà)面。

產(chǎn)業(yè)換件下的傳染物會(huì)侵蝕畫(huà)面外表。極其情況光學(xué)（HEO）產(chǎn)物舉行了特意安排，即使是長(zhǎng)久表露在殘酷情況下，也不妨供給高品質(zhì)的圖像。由于它的光學(xué)元件是莊重密封的，HEO產(chǎn)物不妨在身下運(yùn)用，不妨抗侵蝕、防止灰塵，而且不受板滯感化。

拍照機(jī)畫(huà)面對(duì)于呆板視覺(jué)體例有著深刻的感化。為了本質(zhì)運(yùn)用采用符合的畫(huà)面，呆板視覺(jué)集成商必需對(duì)物體的尺寸、特性和曲射率都要舉行領(lǐng)會(huì)。他/她還必需要估量處事隔絕范疇以及物體厚薄所須要的景深。當(dāng)變換物體和圖像間隙的功夫，集成商不妨運(yùn)用越發(fā)精巧的體例，也不妨貶低本能。一切的情況都是在連接變革的，還要適合確定的訴求，以是采用一款符合的畫(huà)面特殊要害。

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