CCD（像素）和图像处理基础知识

图像处理是指在二维平面上捕捉物体的能力。这导致图像处理被广泛应用于自动化检查中，作为视觉检查的替代方法。该部分介绍了CCD（像素）传感器的图像处理基础和图像处理基础。

数码相机具有与传统（模拟）相机的结构几乎相同，但不同的是数码相机配备有称为CCD的图像传感器。图像传感器类似于传统相机中的胶片，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代表电荷耦合器件，是一种将图像转换为数字信号的半导体元件。它的高度和宽度约为1厘米，由像网格一样排列的小像素组成。

当用相机拍摄照片时，从目标反射的光通过透镜传输，在CCD上形成图像。当CCD上的像素接收光时，产生对应于光强度的电荷。电荷被转换成电信号，以获得由每个像素接收的光强度（浓度值）。

这意味着每个像素是可以检测光强度（照片二极管）的传感器，并且200万像素CCD是200万光电二极管的集合。

光电传感器可以在指定位置中检测指定大小的目标/不存在。然而，单个传感器对于更复杂的应用是无效的，例如检测不同位置，检测和测量变化形状的目标的目标，或执行整体位置和尺寸测量。CCD是一系列数十万到数百万个传感器的集合，大大扩展了一个可能的应用程序，包括第一页上的四个主要应用类别。

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本指南的最后一部分简要详述了每个像素将光强度转换为可用数据的方法，然后将光强度转换为可用数据，然后将其传送到控制器以进行处理。

在许多视觉传感器中，每个像素根据光强度在256级（8位）中传送数据。在单色（黑白）处理中，黑色被认为是“0”，白色被认为是“255”，这允许每个像素接收的光强度转换为数字数据，这意味着CCD的所有像素具有0（黑色）和255（白色）之间的值。例如，包含白色和黑色，恰好一半的灰色被转换为“127”。

使用CCD捕获的图像数据是构成CCD的像素数据的集合，并且像素数据被再现为256级对比度数据。

如上例所示，图像数据用每像素0到255级之间的值表示。图像处理是一种通过使用如下所示的各种计算方法计算每像素的数字数据来查找图像特征的处理。

将检查区域划分为称为分段的小区域，并将分段中的平均强度数据（0到255）与周围区域的平均强度数据进行比较。通过比较，强度差异超过规定值的斑点被检测为污渍或缺陷。

将区段（4像素x 4像素）的平均强度与周围区域的平均强度进行比较。在上述示例中的红色段中检测到污渍。

机器视觉可以检测区域（像素数量）、位置（强度变化点）和缺陷（强度变化量），每个CCD图像传感器像素具有256级强度数据。通过选择像素级别更高的系统可以提高速度，您可以轻松地为您的行业扩展可能的应用程序数量。

下一个主题将是“镜头和照明方法”作为图像处理需要使用计算检测强度数据的变化，必须捕获清晰的图像以确保稳定检测。下一个指南将使用所需的镜头和照明方法来获得清晰的图像。