图像处理系统的基础

设计视觉系统时应考虑的因素

试想一下，一位种植苹果的果农请您设计一套用于苹果检测的机器视觉系统。他尤其关注如何通过这套系统交付一致的品质，也就是要求这套系统在快速工作的同时分拣出坏苹果。因此以下方面的问题需要考虑在内：

• 对于这套系统有哪些明确的要求？

• 需要选用哪种分辨率和对应的芯片？

• 应该使用彩色相机还是黑白相机？

• 需要什么相机功能以及对成像质量的要求是什么？

• 相机之眼：缩放比例与镜头性能

• 应该使用哪种光源？

• 需要哪些PC硬件？

• 需要用什么软件？

这套系统应该提供什么功能，相应的工作条件如何？

这个问题听起来平淡无奇，所以其答案经常被忽视，即便有也回答得不够详细。但关键是：如果您预先清晰了解自己的确切需求，那么之后就可以切实节省时间和成本。

您的系统是否应该具备以下特征？

• 需要仅显示被检测物体的图像，并使用放大或特殊光源等工具来显示人眼无法检测到的产品特征。

• 需要计算产品的客观特征，例如大小和尺寸稳定性。

• 需要在拾取与放置系统等位置检查定位是否正确。

• 需要确定将哪些产品属性作为特定产品类别的分类依据。

相机之眼：缩放比例与镜头性能

出色的光学系统价格昂贵。在许多情况下，标准镜头就足以满足任务需求。为了确定具体需要，我们需要以下参数信息，例如：

• 镜头接口

• 像素尺寸

• 感光芯片尺寸

• 图像比例，即图像和物体大小的比例。这相当于单个像素的大小除以像素分辨率的比值（像素分辨率是指被检测物体内一个正方形的边缘长度，该正方形应精确填满相机芯片的一个像素）。

• 镜头焦距决定图像比例和相机与物体之间的距离

• 光源强度

一旦有了这些信息，就可以更容易地检查镜头制造商的规格表，以核查价格适中的标准镜头是否够用，或者是否需要考虑采用更高端的镜头。

失真、分辨率（使用MTF曲线描述）、色差和镜头的优化光谱范围等特性可作为额外的镜头选择标准。

例如，有些镜头是近红外特殊镜头、超广角镜头（“鱼眼”镜头）以及专门适用于测量长度的远心镜头。不过，此类镜头通常都价格高昂。

这里要遵循的规则是：测试和试拍样品是澄清未决问题的最佳方式。

总结

在开始设计图像处理系统之前，必须对所使用的全部组件进行多方面的考虑，从相机、光学配件、光源到支持系统的PC硬件和软件等等。

通过事先投入时间明确任务和框架条件，完全有充足时间可逐步完成上述各个事项。如需详细了解相关信息，请参阅我们内容更全面的白皮书：白皮书