圖像處理具有以二維平面拍攝目標物的特長。因此可以廣泛應用于自動檢查，以代替目視檢測及目視檢查。

       下面對構成圖像處理基礎的CCD（像素）和圖像處理的基礎知識進行講解。

關于攝像元件 CCD

       數碼相機的構造與傳統的膠片式相機（模擬式）基本相同。所不同的是數碼相機中使用被稱為 CCD 的光電轉換元件代替膠片，圖像則作為數字信息采入。

       CCD 即相當于模擬式相機的膠片，那么它又是如何將圖像轉換為數字信號的呢？

       CCD 是英語 Charge Coupled Device（電荷耦合元件）的縮寫，是一種將圖像轉換為電信號的半導體元件。大小約為長寬各 1 厘米左右，由類似棋盤的格狀排列的小像素 (pixel) 組成。

       用相機拍攝風景時，拍攝對象發出的光通過鏡頭在 CCD 上成像。光到達 CCD 的某個像素時，將根據光的強度產生相應的電荷。將該電荷的大小讀取為電信號，即可獲得各像素上光的強度（濃度值）。

       換言之，每個像素都是一個可以檢測光強度的傳感器（光電二極管）。所謂 200 萬像素 CCD 就是一個由 200 萬個光電二極管構成的集合體。

       在檢測位置及檢測物體的尺寸均已確定的情況下，使用一個光電傳感器就可以檢測該位置是否存在該物體。但是，在生產線上的位置不確定、工件有不同尺寸，或者不只是檢查工件是否存在，而是要測量工件大小、尺寸時，則使用一個光電傳感器是遠遠不夠的。

       通過使用由數十萬或數百萬個傳感器構成的 CCD，可以實現包括第一頁中所述的四種檢查在內的多種檢查或檢測。

視覺系統中像素數據的活用方法

       前面談到，CCD 的各像素可以檢測光強度并使之數字化，而利用數十萬到數百萬個這樣的數據就可以實現視覺系統。不知道大家是否可以理解？

       作為本講的最后部分，下面將簡單說明一下各像素將光強度作為何種數據傳給控制器、而控制器又是如何處理這樣的數據的。

各像素數據（以最常見的黑白相機為例進行說明）

亮度的 256 等級示意圖

       大部分圖像傳感器可以根據光強度將數據分為 256 個等級（8 位）。在最基本的黑白處理中，黑色（純黑色）的數值為 “0”，白色（純白色）的數值為 “255”，其它處于兩者之間的顏色則根據光強度轉換成其它數值。

       換言之，CCD 的每一個像素都有一個位于 “0” （純黑色）與 “255” （純白色）之間的數值。例如，對于黑、白各占一半的灰色，其數值為“127”。

圖像是 256 級數據的集合體

       CCD 的圖像數據是構成 CCD 的各像素的數據的集合。

       像素數據用 256 級濃淡數據加以表示。

1.原圖像

2.用 2500 個像素顯示的左圖

3.放大眼睛部分后用

256 級數據加以表示

       眼睛中央部分較黑，周圍較淡，因此中央部分的數值是 “30”，周圍部分的數值是 “90”。

       如上圖所示，圖像數據的每一個像素都可以用 0 ~ 255 中的某一個數值加以表示。所謂視覺系統是指對于每一個像素，按照下例中所示的計算公式進行計算，然后找到圖像上有特征的地方。

例1：損傷/欠缺檢查

       將檢測區域分為多個分割（數像素角），計算各分割的平均濃度（0 ~ 255），然后加以比較。濃度值超過一定值的區域被視為有損傷或欠缺。

       計算 4 像素角分割的平均值，然后與周圍進行比較。       

       如上圖所示，在紅色分割內檢測到損傷。

CCD基礎和視覺系統總結

       視覺系統器可以利用攝像元件 CCD 中各像素的 256 級濃度數據，檢測面積（即像素數量）、位置（即濃度變化點）及損傷（濃度變化量）等。

       通過高像素化（增加信息量）及高速化（更利于生產線作業），可以使視覺系統器更好地應用于各種生產活動中。

        深圳市雙翌光電科技有限公司是一家以機器視覺為技術核心，自主技術研究與應用拓展為導向的高科技企業。公司自成立以來不斷創新，在智能自動化領域研發出視覺對位系統、機械手視覺定位、視覺檢測、圖像處理庫等為核心的20多款自主知識產權產品。涉及自動貼合機、絲印機、曝光機、疊片機、貼片機、智能檢測、智能鐳射等眾多行業領域。雙翌視覺系統最高生產精度可達um級別，圖像處理精準、速度快，將智能自動化制造行業的生產水平提升到一個更高的層次，改進了以往落后的生產流程，得到廣大用戶的認可與肯定。隨著智能自動化生產的普及與發展，雙翌將為廣大生產行業帶來更全面、更精細、更智能化的技術及服務。