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圖像確定和形成攝像機輸出信號

機器視覺系統實際上是一個光電轉換裝置，即將傳感器所接收到的透鏡成像，轉化為計算機能處理的電信號、攝像機可以是電子管的，也可是固體狀態傳感單元。

電子管攝像機發展較早，20世紀30年代就已應用于商業電視，它采用包含光感元件的真空管進行圖像傳感，將所接收到的圖像轉換成模擬電壓信號輸出。具有RS-170輸出制式的攝像機可直接與商用電視顯示器相連。

固體狀態攝像機是在20世紀60年代后期，美國貝爾電話實驗室發明了電荷耦合裝置（CCD），而發展起來的。雖然實現尺寸測量的方法很多，但大多數測量重復性，性和魯棒性不高。它上分布于各個像元的光敏二極管的線性陣列或矩形陣列構成，通過按一定順序輸出每個二極管的電壓脈沖，實現將圖像光信號轉換成電信號的目的。輸出的電壓脈沖序列可以直接以RS-170制式輸入標準電視顯示器，或者輸入計算機的內存，進行數值化處理。CCD是現在常用的機器視覺傳感器。

圖像處理技術

機器視覺系統中，視覺信息的處理技術主要依賴于圖像處理方法，它包括圖像增強、數據編碼和傳輸、平滑、邊緣銳化、分割、特征抽取、圖像識別與理解等內容。②機器視覺檢測：就是確定一個產品(零件，檢測對象，目標等)偏離于所給定的一組標準的過程。經過這些處理后，輸出圖像的質量得到相當程度的改善，既改善了圖像的視覺效果，又便于計算機對圖像進行分析、處理和識別。

圖像的增強

圖像的增強用于調整圖像的對比度，突出圖像中的重要細節，改善視覺質量。通常采用灰度直方圖修改技術進行圖像增強。

圖像的灰度直方圖是表示一幅圖像灰度分布情況的統計圖表，與對比度緊密相連。

通常，在計算機中表示的一幅二維數字圖像可表示為一個矩陣，其矩陣中的元素是位于相應坐標位置的圖像灰度值，是離散化的整數，一般取0，1，……，255。這主要是因為計算機中的一個字節所表示的數值范圍是0~255。2、開機前需要檢查電源線是否完好，由于影像測量儀必須要接地線，因此還需檢查地線有沒有問題，同時盡量給儀器配備穩壓電源。另外，人眼也只能分辨32個左右的灰度級。所以，用一個字節表示灰度即可。

但是，直方圖僅能統計某級灰度像素出現的概率，反映不出該像素在圖像中的二維坐標。因此，不同的圖像有可能具有相同的直方圖。通過灰度直方圖的形狀，能判斷該圖像的清晰度和黑白對比度。

如果獲得一幅圖像的直方圖效果不理想，可以通過直方圖均衡化處理技術作適當修改，即把一幅已知灰度概率分布圖像中的像素灰度作某種映射變換，使它變成一幅具有均勻灰度概率分布的新圖像，實現使圖象清晰的目的。

圖像的分割

圖像分割是將圖像分成若干部分，每一部分對應于某一物體表面，在進行分割時，每一部分的灰度或紋理符合某一種均勻測度度量。某本質是將像素進行分類。5、機器視覺能夠幫助提高用戶對制造商產品的信心，并且增加銷售量。分類的依據是像素的灰度值、顏色、頻譜特性、空間特性或紋理特性等。圖像分割是圖像處理技術的基本方法之一，應用于諸如染色體分類、景物理解系統、機器視覺等方面。

圖像分割主要有兩種方法：一是鑒于度量空間的灰度閾值分割法。它是根據圖像灰度直方圖來決定圖像空間域像素聚類。但它只利用了圖像灰度特征，并沒有利用圖像中的其它有用信息，使得分割結果對噪聲十分敏感；二是空間域區域增長分割方法。它是對在某種意義上（如灰度級、組織、梯度等）具有相似性質的像素連通集構成分割區域，該方法有很好的分割效果，但缺點是運算復雜，處理速度慢。影像測量儀也稱二次元影像測量儀，是因為主要針對于X、Y軸方向進行測量，基于目前眾多工件對高度的測量要求越來越高，因此很多影像測量儀加裝了Z軸測量功能，被稱為2。其它的方法如邊緣蹤法，主要著眼于保持邊緣性質，跟蹤邊緣并形成閉合輪廓，將目標分割出來；錐體圖像數據結構法和標記松弛迭代法同樣是利用像素空間分布關系，將邊鄰的像素作合理的歸并。而基于知識的分割方法則是利用景物的先驗信息和統計特性，首先對圖像進行初始分割，抽取區域特征，然后利用領域知識推導區域的解釋，后根據解釋對區域進行合并。