【CPP114】訊：機器視覺就是用攝像機代替人眼,，用計算機代替人的大腦,。機器視覺用于印刷、包裝質量檢測的工作原理也很簡單,，用攝像機拍攝（采集）印品的圖像,，在計算機中與該印品標準圖像（模板）比較，如果發(fā)現(xiàn)差異并超出設定的公差范圍，即判定為不合格產(chǎn)品,。當然,，實際的機器視覺系統(tǒng)要復雜的多。

　　通常的視覺檢測系統(tǒng),，由照明光源,、光學鏡頭、攝像機,、圖像信號的處理和執(zhí)行機構組成,。好的照明光源及照明系統(tǒng)是整個系統(tǒng)成敗的關鍵之一，起著非常重要的作用,，它并不是簡單的照亮物體而已,。首先照明光源要能夠真實地再現(xiàn)印品的色彩，不能夠造成顏色的失真,，這就要求光源的發(fā)光光譜接近日光,，同時應保證有足夠的亮度并在整個照明區(qū)域內亮度均勻；其次是光源和照明系統(tǒng)的設計要避免印品上的一些高反射率的特殊區(qū)域,，如：燙金,、激光防偽標志等使采集的圖像溢出，造成檢測精度降低或根本無法檢測,；最后,，在某些應用場合，還要考慮光源與照明方案的配合應盡可能地突出物體特征量,，增加對比度,。總之,，在選擇光源和設計照明系統(tǒng)時,，要根據(jù)印品的具體情況，確定光源所需的幾何形狀,、照明亮度,、均勻度、發(fā)光的光譜特性等,，當然同時還要考慮光源的發(fā)光效率和使用壽命,。

　　光學鏡頭相當于人眼的晶狀體。光學鏡頭的品質會影響視覺系統(tǒng)分辨物體的能力,，影響圖像的對比度以及清晰成像的范圍（景深）,。而這些特性的優(yōu)劣受鏡頭本身像差的限制，鏡頭對像差校正的優(yōu)良與否,，決定了鏡頭的成像品質,。常見的像差有球差,、彗差,、像散,、場曲、畸變,、色差等六種,。

　　鏡頭通過的是被拍攝物體的光學信息，而在計算機中處理的是被拍攝物體的電信息,，攝像機的作用就是完成光學信息到電信息的轉換,。在攝像機中，關鍵的器件是稱為視覺傳感器的芯片,。在芯片上整齊的排列著象小水池一樣的單元（像素）,，但它們盛的不是水，而是電荷,。攜帶被拍攝物體光學信息的光線通過鏡頭到達芯片的表面,，光信息變成電荷信號（曝光），光強的地方電荷多,，光弱的地方電荷少,，對應著印品上不同區(qū)域的明暗程度；不同的顏色分解為紅,、綠,、蘭三種基色，存放在不同的像素中,。曝光產(chǎn)生的電荷,，按規(guī)定好的順序（掃描方式）依次將電荷讀出，經(jīng)過放大和其它處理,，最后從攝像機輸出,。這就是攝像機的工作原理。

　　高質量的圖像信息是系統(tǒng)正確判斷和決策的原始依據(jù),。從攝像機的應用原理,，我們能夠簡單地概括出對其性能的要求。第一,，要有足夠的動態(tài)范圍,，印品上很亮和很暗的部分都能夠準確地反映；第二,，要有足夠的分辨率（足夠多的像素數(shù)）,，印品上的微小細節(jié)都能夠清晰地體現(xiàn)；第三,，要能夠真實地再現(xiàn)印品的色彩,；第四,，攝像機的讀出（行頻或幀率）的速度要與印品的速度匹配，保證足夠的精度和１００％的采集,。當然,，攝像機還有其它的性能指標，這里不再一一列舉,。

　　印品檢測使用的攝像機根據(jù)實際情況的不同分為二大類,，線陣攝像機和面陣攝像機。線陣攝像機一次只能獲得圖像的一行信息,，被拍攝的物體必須以直線形式從攝像機前通過,，才能獲得完整的圖像，因此非常適合對以一定速度勻速運動的物體（印品）的圖像檢測,。而面陣攝像機則可以一次獲得整幅圖像的信息,，象我們日常使用的數(shù)碼相機。



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