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關(guān)于工業(yè)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中，相機(jī)分辨率的介紹

在機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中,工業(yè)相機(jī)的分辨率尤為重要。所以！在選擇相機(jī)時(shí)，分辨率極為重要。通過(guò)計(jì)算分辨率，可獲得有效的檢測(cè)精度。相機(jī)所涉及的分辨率包括圖像分辨率、空間分辨率、特征分辨率、測(cè)量分辨率和像素分辨率等幾個(gè)概念。

1、圖像分辨率

圖像分辨率表示圖像行和列的數(shù)目，由相機(jī)和圖像采集卡決定。一般情況下，灰度面降相機(jī)的圖像分辨率有 640x480、1280x960、2560x1920;線陣相機(jī)的圖像分辨率特指圖像行的數(shù)目，常見(jiàn)的有1024、2048、4096、8000。

圖像分辨率的一般選擇原則:選擇相機(jī)的圖像分辨率和圖像采集卡的圖像分辨率中的較低者。

2、空間分辨率

空間分辨率是從像素中心映射到場(chǎng)景的間距，如0.1cm/pix。對(duì)于給定的圖像分辨率，空間分辨率取決于視場(chǎng)尺寸、鏡頭放大倍率等因素。

3、特征分辨率

特征分辨率是能被視覺(jué)系統(tǒng)可靠采集到的物體的最小特征尺寸，如0.05mm。相機(jī)和圖像采集卡不服從香農(nóng)定律，即每個(gè)特征點(diǎn)至少需要利用2pix進(jìn)行描述。在實(shí)際應(yīng)用中，可采用3~4pix來(lái)描述最小特征點(diǎn)，同時(shí)要求具有較好的對(duì)比度和較低的噪聲。如果對(duì)比度差、噪聲高，則需要利用更多的像素來(lái)描述特征。當(dāng)某個(gè)特征在圖像中既表現(xiàn)為3pix，又表現(xiàn)為4pix時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)很難識(shí)別。

4、測(cè)量分辨率

測(cè)量分辨率是可以被檢測(cè)到的被測(cè)物的尺寸或位置的最小變化，如0.01mm。當(dāng)原始數(shù)據(jù)為像素時(shí)，可用數(shù)據(jù)擬合技術(shù)將圖像和模型(如直線)進(jìn)行擬合。從理論上講，測(cè)量分辨率可達(dá)到1/1000pix，但在實(shí)際應(yīng)用中，一般只能達(dá)到1/10pix。

測(cè)量分辨率一般取決于擬合算法、每個(gè)像素位置的測(cè)量誤差、用來(lái)擬合模型的像素個(gè)數(shù)等因素。測(cè)量誤差通常來(lái)自偶然誤差和系統(tǒng)誤差:

偶然誤差是不可預(yù)測(cè)、不可修正的，可影響測(cè)量的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。

系統(tǒng)誤差不影響測(cè)量的可重復(fù)性，可通過(guò)校正操作進(jìn)行修正。

通常情況下，測(cè)量要求的準(zhǔn)確度是允許誤差的10倍;測(cè)量分辨率是準(zhǔn)確度的10倍。這就意味著，測(cè)量分辨率是允許誤差的100倍。但在實(shí)際應(yīng)用中，測(cè)量分辨率僅是允許誤差的20倍。

5、像素分辨率

像素分辨率是像素的灰度或彩色等級(jí)，由圖像采集卡或相機(jī)的數(shù)/模轉(zhuǎn)換得到。通常情況下，在單色視覺(jué)系統(tǒng)中，每個(gè)像素用8位表示，即256級(jí)灰度，也可用10位或12位表示，可滿足高端圖像分析的要求(如生物醫(yī)學(xué)分析);在彩色視覺(jué)系統(tǒng)中，RGB的每個(gè)原色用8位表示，一共可表示16777216 種顏色。