机器视觉测量技术2

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1、实际中的光源总有一定的发光面积扩展光源。扩展光源表面的每个面元ds沿某个方向r有一定发光强度dI沿r观察，则ds′=dscosθ投影面积则面元ds沿r方向的光度学亮度B定义为在此方向上单位投影面积的发光强度。高度：单位：被照表面照度：一个被光线照射的表面上的照度，为照射在单位面积上的光通量，设面积ds上的光通量为dφ,则：照度单位：1×（勒[克斯]）1=1lm/㎡照度光学系统的像面照度和其他表面的照度是必须了解的光学量。参看图1.4-1，从轴面上的面元dA1、辐射到接收面上的面元dA2的辐射通量为：＝LdA1dΩ，Cosθ式中19图xx辐射的传播而从物面辐

2、射到接收面的总辐射通量为设物面是朗伯面，即L与面元dA1的位置无关，则由此式中F12称为辐射传输系数，它只与表面的形状、位置、大小和方向有关。是一纯粹几何量。F12是一二重积分量，很难计算，不过现在已经对一些典型情况，计算出了结果，并且列出了表格，可供查阅。像面照度光学系统像面上的照度会受两方面的影响：（1）光学系统的会聚和发散作用；（2）光学系统的吸收、反射、散射和挡光的作用；为了简单起见，将忽略第（2）种影响，而对于第（1）种影响将通过光学系统的几何度G表示出来，并使这一计算变得很简单。几何度G的定义为式中这是投影立体角，它是接收面dA2对物面dA1所

3、张立体角在物面法线方向的投影的积分。几何度G只和光源的几何尺寸、光源到光学系统的距离、光学系统的入瞳尺寸以及光学系统的结构有关。当光能通过光学系统且不存在损失时，G是不变量，即在光学系统内的不同截面上，G都是相同的。若从图1.4－2观察则有Gs=Ge=Gx=Gi式中Gs、Ge、Gx、Gi分别是光学系统的物面S、入瞳面e、出瞳面x、像面i的几何度。19图1.4－2从上可以看出;（1）几何度G可以表示光学系统传输辐射的能力；（2）可以根据易于计算的截面上的G值，计算出任一截面上的照度。例如：（1）光能无损失的光学系统像面中心的辐射度由得到式中，是光学系统的纵向

4、放大率。（2）视场角为θ处像平面上的辐照度。比较物方侧物点1和轴上点0所对应立体角的大小。对于物点1，入瞳所对应的立体角为式中Ω0是入瞳对轴上点0所张的立体角，故轴外点像平面的辐照度为上式说明：像面照度与光学系统的相对孔径的平面成正比，又和视场角θ的余弦的4次方成正比；19需要特别注意的是：，这将严重影响像面照度的均匀性。但是，对于野外景物，它并不是朗伯体，而是各向均匀发光体，则。1.7视觉的空间知觉人眼能在高和宽为2D空间上形成的视象得到一个3D视觉空间。①非视觉性深度线索眼睛聚焦调节：观察远点不同的物体时，眼睛调节晶状体，使成清晰象，这种调节活动给大脑

5、提供信息，提供深度估计。据此共焦测距法双眼视轴的融合观察远近不同的物体，双眼自动调节使视轴对准视网膜中心，做幅合运动。提供距离信息三角测距法②双眼深度线索中央眼确定主观视觉方向，视觉是产生立体知觉和深度知觉。（单独产生）（图像复合后相当于1只眼睛看到）19①单眼深度线索大小：尺寸相近的物体，近：成像大；远：成像小物体的遮挡：遮挡来判断物体的前后距离光亮与阴影：近：物体明亮；远：物体灰暗颜色分布：近：黄或红；远：蓝空气透视：近：轮廓清晰；远：模糊不清纹理：近：纹理稀疏；远：纹理密集运动：近：视角变化大；远：视角变化小（坐车过电线杆，和远处的树）第二章图像的采

6、集和量化2.1采集装置的性能指标接受外界的激励并产生响应，把模拟的响应转化为数字化的信号，从而可被计算机利用。采集装置功能：①接受辐射（光、声、电）②进行模数转换。采集装置性能指标：①线性响应：输入物理信号的强度与输出响应信号的强度之间关系是否线性。②灵敏度：绝对灵敏度用能拾测到的最小光子数表示。相对灵敏度用能使输出发生一级变化所需光子数表示。③信噪比：所采集的图像中有用信号与无用干扰的（能量或强度）比值。④阴影（不均匀度）：输入物理信号为常数而输出的数字形式不为常数的现象。⑤象素形状：一般为正方形，但也有其它形状（如运动）。⑥频谱灵敏度：对不同频率辐射的

7、相对灵敏度。⑦快门速度：采集拍摄时间。⑧读取速度：信号数据从敏感单元读取（传输）的数率。2.2电荷藕合摄像器件面阵CCD原理。（帧转移型，隔列转移型，线转移型）面阵CCD的基本特性参数：19①光电转移特性光电转换因子γ，一般99.7﹪。②光谱响应③动态范围：输出信号峰值电压与均方根噪声电压之比。噪声源：电荷注入器件引起的噪声。电荷转移过程中，电荷量变化引起的噪声。拾测时产生的噪声。④暗电流：正常工作时，MOS电容处于未饱和的非平衡状态，但由于热激发产生的少量载流子使系统趋向平衡。暗电流是判断一个系统好坏的重要标志。⑤分辨率：像元位数高的器件具有更高的分辨率

8、。面阵CCD，只评价其水平分辨率，且用电视线数的评价方法。在一幅图