作者：cvvision
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五、

86、去噪 PGI以並行而不是順序進行的方式執行將原始影象處理為最終顏色影象所需的所有計算步驟，這樣就可以避免過度放大噪聲。 噪聲是任何影象不可避免的部分，它有幾個來源，包括光子散粒噪聲、影象晶片噪聲或區域性噪聲等。通常情況下，原始影象與最終顏色影象之前需要很多計算步驟。每個計算步驟可能會減少噪聲，但是在大多數情況下會加強噪聲。PGI去噪通過並行執行這些操作，避免放大噪聲。

87、影象感光晶片 一種電子裝置，包含一大批小型光敏感區域（以畫素為單位），其中光子產生電荷，電荷轉換為電訊號。

88、影象採集卡 PC 中安裝的與相機連線的一種電子裝置。影象採集卡 (FG) 接受從相機傳輸的視訊流，對視訊流進行處理，從而使其可用於 PC 機。影象採集卡還傳遞傳入和傳出相機的控制訊號。用於符合 Camera Link 標準的相機。

89、多視訊流和多路編碼 多視訊流和多路編碼最多可提供四個影象流，且可使用任何編碼器型別組合，如一個影象流使用 H.264 壓縮，另一個使用 MJPEG 壓縮，第三個和第四個影象流使用 MPEG-4 壓縮。另外，也可以使用相同的編碼器型別（如 H.264）最多對四個影象流進行編碼。

90、嵌入式系統 嵌入式系統是用於進行特定任務的計算機系統，通常“嵌”於高階產品或裝置上。 換言之，嵌入式系統負責為其關聯的裝置處理特殊的任務。

91、嵌入式視覺 嵌入式視覺系統是包含相機技術（即相機模組）的嵌入式系統。從技術角度來看，嵌入式視覺可以安裝於單板機、系統模組(SoM)或適應個人需求的處理板之上，上述每種方式均需額外的相機技術來提供支援。

92、幀速率 幀速率是指每秒鐘重新整理的圖片的幀數，也可以理解為圖形處理器每秒鐘能夠重新整理幾次。對影片內容而言，幀速率指每秒所顯示的靜止幀格數。要生成平滑連貫的動畫效果，幀速率一般不小於8；而電影的幀速率為24fps。捕捉動態視訊內容時，此數字愈高愈好。

93、位元率 位元率是指每秒傳送的位元(bit)數。單位為 bps(Bit Per Second)，位元率越高，傳送資料速度越快。聲音中的位元率是指將模擬聲音訊號轉換成數字聲音訊號後，單位時間內的二進位制資料量，是間接衡量音訊質量的一個指標。 視訊中的位元率（位元速率）原理與聲音中的相同，都是指由模擬訊號轉換為數字訊號後，單位時間內的二進位制資料量。

94、彩色濾光片 覆蓋在一個畫素上的單色透過薄片。只有彩色濾光片的顏色的光可以接觸畫素，因此，只測量彩色濾光片的顏色的灰色值。

95、感光晶片 一種電子裝置，包含一大批小型光敏感區域（以畫素為單位），其中光子產生電荷，電荷轉換為電訊號。

96、模擬數字轉換器 一種將電壓轉換成對應的數字的電子裝置。模擬數字轉換器 (ADC) – 一種將電壓轉換成對應的數位電子裝置。

97、歐洲機器視覺協會 歐洲機器視覺協會 (EMVA) 是涉及機器視覺及這一領域標準化的公司和企業組成的協會。例如，EMVA 定義和釋出了 EMVA1288 和 GenICam 標準。

98、FPS 每秒多少幀影象 ，幀速率的單位。幀速率描述更新視訊流所需的頻率。以 fps（每秒多少幀影象）來衡量。視訊流顯示動作時更高的幀速率是一種優勢，因為它提供了連續高質量影象。

99、滿井容量 此數量是指一個畫素可以儲存的最大電荷，超過此值電荷溢位到感光晶片內的相鄰畫素，從而產生所謂光暈。滿井容量和暗噪聲都是感光晶片或相機的動態範圍的決定性因素。

100、FPGA FPGA（Field－Programmable Gate Array），即現場可程式設計門陣列，它是在PAL、GAL、CPLD等可程式設計器件的基礎上進一步發展的產物。它是作為專用積體電路（ASIC）領域中的一種半定製電路而出現的，既解決了定製電路的不足，又克服了原有可程式設計器件閘電路數有限的缺點。

101、電荷耦合器件 電荷耦合器件 (CCD) 是一種針對電荷運動的裝置。它經常與影象感光晶片整合，所以可以捕捉二維的影象。

102、白平衡 白平衡可以針對光源條件幫助調整彩色相機。白平衡 White Balance 作用是解決色彩還原和色調處理問題

103、紅外截止濾光片 紅外截止濾波片用於阻擋波長比可見光長的光，同時透射可見光。紅外截止濾波片可以對要阻擋的光進行反射或吸收。紅外截止濾波片常用於在固態（CCD 或 CMOS）攝像機中阻擋紅外光，以防因許多相機晶片對近紅外光的高靈敏度而降低對比度。用於此目的的紅外截止濾波片大多會對光的紅外部分進行反射。

104、線陣 線陣相機的感光晶片是由 1 到 3 行畫素組成。

105、網路協議 網路協議（Internet Protocol，IP）是使用網路協議套件跨網際網路絡對資料報文（資料包）進行中繼的主要通訊協議。它負責跨網路邊界對資料包進行路由選擇，是建立網際網路的主協議。

106、色彩創造 影象感光晶片只能提供灰度值。要獲取彩色資訊，每個感光晶片的畫素由彩色濾光片覆蓋，從而使該畫素提供彩色濾光片的顏色（原色）的灰度值。要獲得完整顏色資訊，需要使用不同顏色（例如紅色、綠色、藍色）的彩色濾光片。將它們按一定規律（例如形成 Bayer 模式）分配到感光晶片的畫素，使相鄰的畫素由不同主顏色的彩色濾光片覆蓋。例如，與一個“綠色”畫素最接近的畫素是“紅色”和”藍色”。這樣沒有測量到的原色灰度值可以由臨近畫素的灰度值的每個畫素進行插值計算得出。除了在單個感光晶片上使用不同顏色的彩色濾光片，還可以使用不同的感光晶片，每個感光晶片只由一種顏色的彩色濾光片覆蓋。

107、色彩插值 是指通過該畫素測定的顏色資訊和由相鄰的畫素提供的顏色資訊計算畫素全綵色資訊的方法。也被稱為反馬賽克。

108、視訊圖形陣列 圖形卡驅動程式標準。VGA（Video Graphics Array，視訊圖形陣列）定義影象解析度和顏色深度以及重複率的特定組合。VGA 是採用 640×480 畫素模式。

109、銳化增強 PGI與一種插值演算法相結合，此演算法適合處理影象結構，從而能夠實現顯著銳化增強。通過附加銳化因素，可以進一步增強效果。對於使用OCR（光學字元識別）的應用，銳化增強功能尤其有用。

110、隔行掃描 以交替方式操作奇數和偶數畫素行，從而實現影象感光晶片讀取或影象幀更新。

111、面陣相機 面陣相機包含具有多行畫素的矩形感光晶片，這些畫素同時曝光。 選自Basler的術語表，經典總結。

112、線陣相機 線陣相機，是採用線陣影象感測器的相機。線陣影象感測器以CCD為主，線陣影象感測器分為單色和彩色兩種，因此線陣相機也分為單色和彩色兩種。

113、工業相機 工業相機是機器視覺系統中的一個關鍵元件，其最本質的功能就是將光訊號轉變成為有序的電訊號。選擇合適的相機也是機器視覺系統設計中的重要環節，相機的不僅是直接決定所採集到的影象解析度、影象質量等，同時也與整個系統的執行模式直接相關。 工業相機是機器視覺系統中的一個關鍵元件，其最本質的功能就是將光訊號轉變成有序的電訊號。主要引數：

1. 解析度（Resolution）：相機每次採集影象的畫素點數（Pixels），對於數字相機一般是直接與光電感測器的像元數對應的，對於模擬相機則是取決於視訊制式，PAL製為768*576，NTSC製為640*480，模擬相機已經逐步被數字相機代替，且解析度已經達到6576*4384。

2. 畫素深度（Pixel Depth）：即每畫素資料的位數，一般常用的是8Bit，對於數字相機機一般還會有10Bit、12Bit、14Bit等。

3. 最大幀率（Frame Rate）/行頻（Line Rate）：相機採集傳輸影象的速率，對於面陣相機一般為每秒採集的幀數（Frames/Sec.），對於線陣相機為每秒採集的行數（Lines/Sec.）。

4. 曝光方式（Exposure）和快門速度（Shutter）：對於線陣相機都是逐行曝光的方式，可以選擇固定行頻和外觸發同步的採集方式，曝光時間可以與行週期一致，也可以設定一個固定的時間；面陣相機有幀曝光、場曝光和滾動行曝光等幾種常見方式，數字相機一般都提供外觸發採圖的功能。快門速度一般可到10微秒，高速相機還可以更快。

5. 像元尺寸（Pixel Size）：像元大小和像元數（解析度）共同決定了相機靶面的大小。數字相機像元尺寸為3μm~10μm，一般像元尺寸越小，製造難度越大，影象質量也越不容易提高。

6. 光譜響應特性（Spectral Range）：是指該像元感測器對不同光波的敏感特性，一般響應範圍是350nm－1000nm，一些相機在靶面前加了一個濾鏡，濾除紅外光線，如果系統需要對紅外感光時可去掉該濾鏡。 [1]

7.介面型別：有Camera Link介面，乙太網介面，1394介面、USB介面輸出，目前最新的介面有CoaXPress介面。

114、機器視覺 機器視覺是人工智慧正在快速發展的一個分支。機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判斷。機器視覺系統是通過機器視覺產品(即影象攝取裝置CMOS和CCD兩種)將被攝取目標轉換成影象訊號，傳送給專用的影象處理系統，得到被攝目標的形態資訊，根據畫素分佈和亮度、顏色等資訊，轉變成數字化訊號。影象系統對這些訊號進行各種運算來抽取目標的特徵，進而根據判別的結果來控制現場的裝置動作。 機器視覺系統的特點是提高生產的柔性和自動化程度。在一些不適合於人工作業的危險工作環境或人工視覺難以滿足要求的場合，常用機器視覺來替代人工視覺；同時在大批量工業生產過程中，用人工視覺檢查產品質量效率低且精度不高，用機器視覺檢測方法可以大大提高生產效率和生產的自動化程度。而且機器視覺易於實現資訊整合，是實現計算機整合制造的基礎技術。 一個典型的工業機器視覺系統包括：光源、鏡頭（定焦、變倍、遠心、顯微鏡頭）、 相機（包括CCD和COMS相機）、影象處理單元、影象處理軟體、監視器、通訊 / 輸入輸出單元等。

115、工業鏡頭 機器視覺系統中，鏡頭相當於人的眼睛，其主要作用是將目標的光學影象聚焦在影象感測器（相機）的光敏面陣上。視覺系統處理的所有影象資訊均通過鏡頭得到，鏡頭的質量直接影響到視覺系統的整體效能。

1.鏡頭失真 可分為枕形失真和桶形失真，如下圖示：

2.光學倍率

3.監視放大 計算方法： 例：VS-MS1＋10x鏡頭 1/2” CCD 照相機, 14”監視器上的成像 0.1mm的物體在監視器得到的是44.45mm的成像

4.解析度 表示了所能見到了2點的間隔0.61x 使用波長(λ)/ NA=解析度(μ) 以上的計算方法理論上可以計算出解析度，但不包括失真。 ※使用波長為550nm  

5.解像力 １mm中間可以看到黑白線的條數。單位（lp）/mm.  

6.MTF（Modulation Transfer Function） 成像時再現物體表面的濃淡變化而使用的空間周波數和對比度。  

7.工作距離（Working Distance） 鏡頭的鏡筒到物體的距離

8.O/I（Object to Imager） 物像間距離即物體到像間的長度。

9.成像圈 成像尺寸φ，要輸入相機感應器尺寸。

10.照相機 Mount C-mount: 1″ diameter x 32 TPI: FB: 17.526mm CS-mount: 1″ diameter x 32 TPI: FB: 12.526mm F-mount: FB:46.5mm M72-Mount: FB 廠家各有不同

11.視野 (FOV) 視野指使用照相機以後看到的物體側的範圍 照相機有效區域的縱向長度（V）/光學倍率（M）＝視野（V） 照相機有效區域的橫向長度（H）/光學倍率（M）＝視野（H） ＊技術資料上的視野範圍是指由光源及有效區域的一般數值計算出來的值。 照相機有效區域的縱向長度（V）or（H）=照相機一個畫素的尺寸×有効畫素數（V）or（H）來計算。 12.景深 景深是指成像後物體的距離。同樣，照相機側的範圍稱為焦點深度。具體的景深的值多少略有不同。   13.焦距 (ｆ) ｆ（Focal Length）光學系的後主點（H2）到焦點面的距離。

  14.FNO 鏡頭從無限遠時，亮度表示的數值，值越小越亮。FNO=焦距/入射孔徑或有効口徑=f/D  

15.實效F 有限距離時鏡頭的明亮度。 實效F = (1 +光學倍率) x F# 實效F = 光學倍率 / 2NA  

16.NA（Numerical Aperture） 物體側的 NA = sin u x n 成像側的NA’ = sin u’x n’ 如下圖所示 入社角度 u, 物體側折射率n, 成像側的折射率’ n’ NA = NA’ x 放大率

17.邊緣亮度 相對照度是指中央的照度與周邊的照度的百分比。  

18.遠心鏡頭s 主光線與鏡頭光源平行的鏡頭。有物體側的遠心，成像側的遠心，兩側的遠心行頭等方式。  

19.遠心 Telecentricity是指物體的倍率誤差。倍率誤差越小，Telecentricity越高。Telecentricity有各種不同的用途，在鏡頭使用前，把握Telecentricity很重要。遠心鏡頭的主光線與鏡頭的光軸平行，Telecentricity不好，遠心鏡頭的使用效果就不好；Telecentricity可以用下圖進行簡單的確認。

20.景深 (DOF) 景深（Depth of Field）可以用以下的計算式計算出來： 景深 = 2 x Permissible COC x 實效F / 光學倍率² = 允許誤差值 / (NA x 光學倍率)

21.通風盤及解析度 Airy Disk是指通過沒有失真的鏡頭在將光集中一點時，實際上形成的是一個同心圓。這個同心圓就叫做Airy Disk。Airy Disk的半徑r可以通過以下的計算公式計算出來。這個值稱為解析度。ｒ= 0.61λ/NA  Airy Disk的半徑隨波長改變而改變，波長越長，光越難集中於一點。 例：NA0.07的鏡頭 波長550nm  r=0.61*0.55/0.07=4.8μ  

22.MTF 及解析度 MTF（Modulation Transfer Function) 是指物體表面的濃淡變化，成像側也被再現出來。表示鏡頭的成像效能，成像再現物體的對比度的程度。測試對比效能，用的是具有特定空間周波數的黑白間隔測試。空間周波數是指１mm的距離濃淡變化的程度。 圖1所示，黑白矩陣波，黑白的對比度為100%.這個物件被鏡頭攝影后，成像的對比度的變化被定量化。基本上，不管什麼鏡頭，都會出現對比度降低的情況。最終對比度降低至0%。，不能進行顏色的區別。 圖2、3顯示了物體側與成像側的空間周波數的變化。橫軸表示空間周波數，縱軸表示亮度。物體側與成像側的對比度由A、B計算出來。MTF由A,B的比率計算出來。 解析度與MTF的關係：解析度是指2點之間怎樣被分離認識的間隔。一般從解析度的值可以判斷出鏡頭的好壞，但是實際是MTF與解析度有很大的關係。圖4顯示了兩個不同鏡頭的MTF曲線。鏡頭a 解析度低但是具有高對比度。鏡頭b對比度低但是解析度高。