CN105491280A - 机器视觉中进行图像采集的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了机器视觉中进行图像采集的方法及装置，其中，该方法包括：采用远心镜头对目标对象进行拍摄，得到在不同对焦点下采集的不同物面的图像；对不同物面的图像进行合成处理，得到一张不同物面都清晰的合成图像；将合成图像发送给处理单元进行数字化处理。本发明方案能够在满足多物面清晰需求的前提下，扩展应用范围，提高处理效率，并保证各物面之间的关联性。

Description

机器视觉中进行图像采集的方法及装置
技术领域
本发明涉及机器视觉技术，尤其涉及机器视觉中进行图像采集的方法及装置。
背景技术
“机器视觉”，即采用机器代替人眼来做测量和判断等处理。机器视觉系统是指通过机器视觉产品(即图像采集装置，分cmos和ccd两种)把图像抓取到，然后将该图像传送至处理单元，通过数字化处理，来进行尺寸、形状、颜色等的判别，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。
目前，机器视觉在自动化生产中的应用越来越广泛，包括目标对象方位的检测，零件、产品的外观和质量检测等。但是一般的机器视觉方案中，采用机器视觉产品对目标对象进行图像采集时，常会出现目标对象的某些部分清晰，而某些部分不清晰的情形，无法满足多物面清晰的需求，造成后续基于图像的处理结果不准确。
为了解决多物面清晰的问题，目前有以下几种处理方式：
1.收缩光圈，获得更大的景深，进而使多物面清晰。
2.架设多个相机，每一相机检测一个物面，进而得到相应物面的清晰影像。
3.使用机械手臂，使相机运动到不同的拍摄点，得到每个物面的清晰影像。
上述处理方式存在以下缺陷：
第一种方式通过收缩光圈来获得更大的景深，一方面曝光时间需要延长，影响系统的效率，另一方面，这种方式获得的景深有限，只能满足物面距离相差很小的情况下的需求。
第二种和第三种方式获得多个影像，可以获得不同物面的清晰影像，但这些影像需要分别处理，不但影响效率，而且失去了不同物面目标对象之间的关联性。
综上，现有进行图像采集的方案都存在局限性，不能做到在满足多物面清晰的前提下不影响效率，且只能应用到部分情景。
发明内容
本发明提供了一种机器视觉中进行图像采集的方法，该方法能够在满足多物面清晰需求的前提下，扩展应用范围，提高处理效率，并保证各物面之间的关联性。
本发明提供了一种机器视觉中进行图像采集的装置，该装置能够在满足多物面清晰需求的前提下，扩展应用范围，提高处理效率，并保证各物面之间的关联性。
一种机器视觉中进行图像采集的方法，该方法包括：
采用远心镜头对目标对象进行拍摄，得到在不同对焦点下采集的不同物面的图像；
对不同物面的图像进行合成处理，得到一张不同物面都清晰的合成图像；
将合成图像发送给处理单元进行数字化处理。
一种机器视觉中进行图像采集的装置，该装置包括成像单元、计算单元、存储单元和处理单元；
所述成像单元，采用远心镜头对目标对象进行拍摄，得到在不同对焦点下采集的不同物面的图像，存储到所述存储单元；
所述存储单元，用于存储来自成像单元的图像；
所述计算单元，从所述存储单元提取不同物面的图像，对不同物面的图像进行合成处理，得到一张不同物面都清晰的合成图像；将合成图像发送给所述处理单元；
所述处理单元，接收所述合成图像并进行数字化处理。
从上述方案可以看出，本发明中，采用远心镜头(Telecentriclens)对目标对象进行拍摄，得到在不同对焦点下采集的不同物面的图像；对不同物面的图像进行合成处理，得到一张不同物面都清晰的合成图像；将合成图像发送给处理单元进行数字化处理。本发明方案可应用在多物面清晰需求的各种场景，并不仅限于物面距离相差很小的少部分情况，扩展了应用范围；并且，无需设置多个相机分别进行拍摄，也无需对分别拍摄的多个图像分别进行数字化处理，而只需针对不同物面调节对焦点，得到的合成图像包含不同物面的清晰显示，而后对合成图像进行数字化处理即可，进而提高了处理效率，也保证了各物面之间的关联性。
附图说明
图1为本发明机器视觉中进行图像采集的方法示意性流程图；
图2为本发明在垂直于地面的方向上有三个对焦物面的示意图实例；
图3为本发明进行图像合成的方法流程图实例；
图4为本发明机器视觉中进行图像采集的装置结构示意图；
图5为本发明实施例中对焦在logo上的图像；
图6为本发明实施例中对焦在打印纸上的图像；
图7为本发明实施例中得到的合成图像。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明进一步详细说明。
现有进行图像采集的方案都存在局限性，不能做到在满足多物面清晰的前提下不影响效率，且只能应用到部分情景。针对该技术问题，发明人进行深入分析后，考虑将现有的远心镜头技术应用到图像采集中。
远心镜头，主要是为纠正传统工业镜头视差而设计，它可以在一定的物距范围内，使得到的图像放大倍率不会变化，这对被测物不在同一物面上的情况是非常重要的应用。远心镜头由于其特有的平行光路设计，一直为对镜头畸变要求很高的机器视觉应用场合所青睐。本发明采用远心镜头，对不同物面分别拍摄图像，得到相应物面的清晰图像，然后进一步对各物面图像处理，将各物面的清晰图像合成到一幅图像中，后续再基于得到的该图像进行数字化处理，这样，使机器视觉的结果更加准确。
参见图1，为本发明机器视觉中进行图像采集的方法示意性流程图，其包括以下步骤：
步骤101，采用远心镜头对目标对象进行拍摄，得到在不同对焦点下采集的不同物面的图像。
不同物面，也就是不同焦点所对焦的平面。针对目标对象的不同物面，分别进行对焦，在不同对焦点下采集各物面的图像，得到的图像中，对焦的物面清晰，其他物面可能存在模糊。
具体实践时，固定拍摄装置后，改变焦点，对焦在不同物面上进行图像采集。例如，针对某目标对象，在垂直于地面的方向上有三个平面(即物面)，如图2所示，具体为物面A、B和C；则分别对焦在三个物面上进行图像采集，得到的三幅图像中，有一个平面是清晰的，另外两个平面模糊。步骤102，对不同物面的图像进行合成处理，得到一张不同物面都清晰的合成图像。
合成图像中，各物面都清晰显示。
步骤103，将合成图像发送给处理单元进行数字化处理。
将合成图像传送至处理单元，通过数字化处理，来进行尺寸、形状、颜色等的判别，进而检测零件、产品等目标对象的外观和质量等。
本发明中，采用远心镜头对目标对象进行拍摄，得到在不同对焦点下采集的不同物面的图像；对不同物面的图像进行合成处理，得到一张不同物面都清晰的合成图像；将合成图像发送给处理单元进行数字化处理。本发明方案可应用在多物面清晰需求的各种场景，并不仅限于物面距离相差很小的少部分情况，扩展了应用范围；并且，无需设置多个相机分别进行拍摄，也无需对分别拍摄的多个图像分别进行数字化处理，而只需针对不同物面调节对焦点，得到的合成图像包含不同物面的清晰显示，而后对合成图像进行数字化处理即可，进而提高了处理效率，也保证了各物面之间的关联性。
图1流程中，得到不同物面的图像后，可采用多种方式进行合成处理，以得到一张不同物面都清晰的合成图像；具体实现时，可将不同对焦点所对应的清晰物面区域进行堆叠处理，将各清晰物面区域合成在一张图像中。对各清晰物面区域的堆叠合成有多种实现方案，例如，先确定各物面图像中的清晰区域的位置范围，然后将各清晰区域堆叠成一张图像，得到合成图像；再如，采用图3流程所示的实施方式：
步骤301，对不同物面的图像分别进行遍历，计算各像素点的点锐度。
步骤302，针对同一像素坐标，选取点锐度最高的像素点对应的颜色值，作为该像素坐标对应的颜色值。
对于不同物面的图像，针对同一像素坐标，颜色值不同，本步骤从中选取点锐度最高的颜色值，作为合成图像中的颜色值；采用该方式确定出所有像素坐标的颜色值。
步骤303，确定所有像素坐标对应的颜色值，得到合成图像。
计算像素点的点锐度的方案有多种，例如：计算指定像素点及其周边像素点的灰度，根据指定像素点及其周边像素点的灰度值计算得到指定像素点的点锐度。
根据指定像素点及其周边像素点的灰度值计算得到指定像素点的点锐度，可具体采用如下公式计算得到：
其中，M为点锐度，G(n)为周边第n点的灰度，Gx为指定像素点的灰度，D(n)为加权值，是用于进一步提高计算结果的准确性。
距离指定像素点近的周边像素点的加权值，大于距离指定像素点远的周边像素点的加权值。如表1，给出了各周边像素点的加权值，其中x为指定像素点，与其相邻的八个像素点的加权值分别标示在表中。
1 3 1
3 X 3
1 3 1
表1加权矩阵示意图
参见图4，本发明还提供了机器视觉中进行图像采集的装置结构示意图，该装置包括成像单元、计算单元和存储单元；
所述成像单元，采用远心镜头对目标对象进行拍摄，得到在不同对焦点下采集的不同物面的图像，存储到所述存储单元；
所述存储单元，用于存储来自成像单元的图像；
所述计算单元，从所述存储单元提取不同物面的图像，对不同物面的图像进行合成处理，得到一张不同物面都清晰的合成图像；将合成图像发送给所述处理单元；
所述处理单元，接收所述合成图像并进行数字化处理。
较佳地，所述计算单元，对不同物面的图像进行合成处理时，将不同对焦点所对应的清晰物面区域进行堆叠处理，将各清晰物面区域合成在一张图像中。
较佳地，所述计算单元包括锐度计算子单元和图像合成子单元；
所述锐度计算子单元，对不同物面的图像分别进行遍历，计算各像素点的点锐度，发送给所述图像合成子单元；
所述图像合成子单元，针对同一像素坐标，选取点锐度最高的像素点对应的颜色值，作为该像素坐标对应的颜色值；确定所有像素坐标对应的颜色值，得到合成图像。
较佳地，所述锐度计算子单元，计算指定像素点的点锐度时，计算指定像素点及其周边像素点的灰度，根据指定像素点及其周边像素点的灰度值计算得到指定像素点的点锐度。
较佳地，所述锐度计算子单元，在根据指定像素点及其周边像素点的灰度值计算得到指定像素点的点锐度，采用如下公式计算得到：其中，M为点锐度，G(n)为周边第n点的灰度，Gx为指定像素点的灰度，D(n)为加权值。
下面以一个具体实例对本发明方案的应用进行说明。在某产品的检测应用中，需要同时检测产品中按前后顺序排布的两个部件，但两者不在同一物面上。采用本发明方案，分别对焦两个部件，拍摄得到两张图像，如图5、6所示，将两张图像进行合成后，得到图7所示的合成图像，合成图像中两个部件所在的物面都是清晰的。
根据远心镜头技术的特点，在不同的对焦点可以获得相同放大倍率的图像；本发明采用装有远心镜头的拍摄装置，对目标对象进行拍摄，获得不同物面的清晰图像，分析计算各图像兴趣区域的锐度，根据锐度比，实现焦点堆叠，合成为一张全清晰图像图片。
本发明方案不需要采用多个相机，也无需专门为拍摄而架设机械手臂，降低了成本；并且，本发明将不同物面的清晰图像合成为一张图像，保持了目标物件之间的关联性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种机器视觉中进行图像采集的方法，其特征在于，该方法包括：
采用远心镜头对目标对象进行拍摄，得到在不同对焦点下采集的不同物面的图像；
对不同物面的图像进行合成处理，得到一张不同物面都清晰的合成图像；
将合成图像发送给处理单元进行数字化处理。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对不同物面的图像进行合成处理包括：
将不同对焦点所对应的清晰物面区域进行堆叠处理，将各清晰物面区域合成在一张图像中。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对不同物面的图像进行合成处理包括：
对不同物面的图像分别进行遍历，计算各像素点的点锐度；
针对同一像素坐标，选取点锐度最高的像素点对应的颜色值，作为该像素坐标对应的颜色值；
确定所有像素坐标对应的颜色值，得到合成图像。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，计算指定像素点的点锐度包括：
计算指定像素点及其周边像素点的灰度，根据指定像素点及其周边像素点的灰度值计算得到指定像素点的点锐度。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据指定像素点及其周边像素点的灰度值计算得到指定像素点的点锐度，采用如下公式计算得到：
其中，M为点锐度，G(n)为周边第n点的灰度，Gx为指定像素点的灰度，D(n)为加权值。
6.一种机器视觉中进行图像采集的装置，其特征在于，该装置包括成像单元、计算单元、存储单元和处理单元；
所述成像单元，采用远心镜头对目标对象进行拍摄，得到在不同对焦点下采集的不同物面的图像，存储到所述存储单元；
所述存储单元，用于存储来自成像单元的图像；
所述计算单元，从所述存储单元提取不同物面的图像，对不同物面的图像进行合成处理，得到一张不同物面都清晰的合成图像；将合成图像发送给所述处理单元；
所述处理单元，接收所述合成图像并进行数字化处理。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述计算单元，对不同物面的图像进行合成处理时，将不同对焦点所对应的清晰物面区域进行堆叠处理，将各清晰物面区域合成在一张图像中。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述计算单元包括锐度计算子单元和图像合成子单元；
所述锐度计算子单元，对不同物面的图像分别进行遍历，计算各像素点的点锐度，发送给所述图像合成子单元；
所述图像合成子单元，针对同一像素坐标，选取点锐度最高的像素点对应的颜色值，作为该像素坐标对应的颜色值；确定所有像素坐标对应的颜色值，得到合成图像。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述锐度计算子单元，计算指定像素点的点锐度时，计算指定像素点及其周边像素点的灰度，根据指定像素点及其周边像素点的灰度值计算得到指定像素点的点锐度。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述锐度计算子单元，在根据指定像素点及其周边像素点的灰度值计算得到指定像素点的点锐度，采用如下公式计算得到：其中，M为点锐度，G(n)为周边第n点的灰度，Gx为指定像素点的灰度，D(n)为加权值。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109792486A (zh) * 2016-09-29 2019-05-21 株式会社尼康 摄像装置
CN110715820A (zh) * 2018-07-11 2020-01-21 宁波其兰文化发展有限公司 一种河床采样方法
CN114972142A (zh) * 2022-05-13 2022-08-30 杭州汇萃智能科技有限公司 一种变物距情况下的远心镜头图像合成方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102884784A (zh) * 2011-03-14 2013-01-16 松下电器产业株式会社 摄像装置、摄像方法、集成电路、计算机程序
WO2014124787A1 (en) * 2013-02-14 2014-08-21 DigitalOptics Corporation Europe Limited Method and apparatus for viewing images
CN104469160A (zh) * 2014-12-19 2015-03-25 宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司 一种图像的获取及处理方法、系统及终端
CN104735350A (zh) * 2015-03-02 2015-06-24 联想(北京)有限公司 一种信息处理方法及电子设备

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1297835C (zh) * 2003-08-11 2007-01-31 佳能株式会社 变焦光学系统、投影光学系统及使用该系统的图像投影装置
JP5367094B2 (ja) * 2009-12-07 2013-12-11 パナソニック株式会社 撮像装置及びその制御方法
CN102308242B (zh) * 2009-12-07 2014-08-20 松下电器产业株式会社 摄像装置以及拍摄方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102884784A (zh) * 2011-03-14 2013-01-16 松下电器产业株式会社 摄像装置、摄像方法、集成电路、计算机程序
WO2014124787A1 (en) * 2013-02-14 2014-08-21 DigitalOptics Corporation Europe Limited Method and apparatus for viewing images
CN104469160A (zh) * 2014-12-19 2015-03-25 宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司 一种图像的获取及处理方法、系统及终端
CN104735350A (zh) * 2015-03-02 2015-06-24 联想(北京)有限公司 一种信息处理方法及电子设备

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109792486A (zh) * 2016-09-29 2019-05-21 株式会社尼康 摄像装置
CN110715820A (zh) * 2018-07-11 2020-01-21 宁波其兰文化发展有限公司 一种河床采样方法
CN114972142A (zh) * 2022-05-13 2022-08-30 杭州汇萃智能科技有限公司 一种变物距情况下的远心镜头图像合成方法

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