机器视觉：图像采集技术与工业相机详解

"异步触发-计算机视觉课程" 在计算机视觉领域，图像采集技术是至关重要的组成部分，尤其在工业应用中。本课程关注的是异步触发、最低照度和局部扫描等关键概念，以及与之相关的硬件基础知识。 异步触发是一种高级的相机操作模式，特别是在高速拍摄场景下。传统相机按照帧率一帧一帧地捕获图像，但支持异步触发的相机可以在当前帧扫描未完成时立即开始下一帧的扫描，这极大地提高了同步精度，使得拍摄的同步间隔可以达到一行扫描的时间，这对于高速运动目标的捕捉极为有利。 最低照度，也称为相机的灵敏度，衡量的是相机在低光照条件下仍能产生有效图像的能力。通常以Lux为单位，表示相机在达到30%最大输出信号时所需的环境光照强度。低照度性能好的相机能在昏暗环境下也能获取清晰图像。 局部扫描是许多数字相机支持的功能，允许仅输出传感器上特定矩形区域的像素，这有助于提高帧率，因为在较小的区域内收集和处理数据的速度更快。 在机器视觉中的图像采集技术硬件基础部分，工业镜头是不可忽视的一环。镜头的基本概念包括成像面、工作距离（WD）、景深（DOV）、视场（FOV）和后焦面距离。视场是指镜头可以覆盖的范围，而工作距离是从镜头到被检测物体的最短和最长安全距离，超出这个范围可能无法正确成像。景深则指在某一调焦位置上，前后能保持清晰成像的物体距离范围。 镜头的其他特性还包括畸变，如径向畸变和切向畸变，它们会导致图像变形，例如枕形或桶形失真。镜头接口有多种标准，如C-MOUNT和CS-MOUNT，它们决定了镜头与相机的物理连接，并限制了可匹配的传感器尺寸。光圈和F值用于控制进光量，F值越小，光圈越大，进光量越多；焦距则定义了镜头的聚焦距离，而分辨率则是评估镜头清晰度的重要指标，通常用lp/mm（每毫米线对数）表示。 选择合适的工业镜头时，需要综合考虑上述因素，确保在具体应用中能够实现高精度、高效率的图像采集。这些基础知识对于理解和优化计算机视觉系统的性能至关重要。