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CCD(像素)和图像处理基本原理

上海潜利智能今天和大家探讨和学习CCD影响系统处理基本原理,让我们在视觉检测方面学习更多,获得更多,从而利于我们拓展在工业产线上的视觉系统应用范围。
CCD是什么?CCD,英文全称:Charge-coupled Device,中文全称:电荷耦合元件。可以称为CCD图像传感器,也叫图像控制器。CCD是一种半导体器件,能够把光学影像转化为电信号。 CCD上植入的微小光敏物质称作像素(Pixel)。一块CCD上包含的像素数越多,其提供的画面分辨率也就越高。CCD的作用就像胶片一样,但它是把光信号转换成电荷信号。CCD上有许多排列整齐的光电二极管,能感应光线,并将光信号转变成电信号,经外部采样放大及模数转换电路转换成数字图像信号。

一、典型的影像系统应用。
影像系统可在两个维度上捕获及检测目标,因而能够有效地自动进行以往都用目视完成的检测工作。

四大影像系统应用
大部分的行业检测都可归为四大影像系统应用中的一种或多种,下面,我们来看一下四大类别中的具体应用的详细内容。

二、CCD元件
CCD元件的介绍
数码CCD的结构和传统(模拟)CCD的结构几乎完全相同,区别在于数码CCD装有一种称为CCD元件。
该图像传感器类似于传统CCD中的胶卷并将图像捕获为数字信息,但它如何将图像转换为数字信号?
CCD元件代表电荷耦合器,是一种将图像转换为数字信号的半导体部件。它的高度和宽度均为1CM左右,由排列成网格状小像素组成,在使用CCD拍照时,从目标处反射的光线穿过透镜,在CCD上组成图像。
当CCD上的像素接受光线时,就会产生与光强度相对应的电荷。该电荷被转换为电子信号,以获取各个像素接受的光强度(浓淡度)。
也就是说,每个像素都是一个可检测光强度的传感器(光电二极管),一个2百万像素的CCD就是2百万个光电二极管的集合。
CCD影像知识
光电传感器可检测特定位置上是否存在特定大小的目标物,但是,单个传感器无法有效地进行更复杂的应用,例如,检测不同位置上的目标物,检测并测量不同形状的目标物或进行全面的位置和大小测量。
作为数十万甚至数百万个传感器的集合,CCD可大幅拓展可能的应用范围,包括前面说的四大应用类别。
小结:CCD是数十万甚至数百万个传感器的集合,可实现单个传感器很难进行的应用。
三、使用像素数据进行图像处理。
在很多影像系统中,每个像素根据光强度传送256级数据(8位)。在进行单色(黑白)处理时,黑色被认作“0”,白色被认作“255”,从而允许将每个像素接受的光强度转换为数值数据。也就是说,CCD的所有像素均为0(黑色)到255(白色)之间的值。例如,灰色包含一半黑色一半白色,它将被转换为“127”。
使用CCD捕获的图像数据是组成CCD的像素数据的集合,并且像素数据被再现成256级对比度数据。
像素数据进行图像处理的原理
总结:影像系统可通过每个CCD元件像素的256级强度数据检测区域(像素数)、位置(强度变化点)及缺陷(强度量变化)。通过选择具备更高像素级别和速度的系统,就可以轻松拓展在各个行业的应用范围。