Connaissances de base en traitement d’images

Qu'est-ce qu'une caméra ?

Nous avons tous vu diverses caméras, telles que

Alors, qu’est-ce qu’une caméra ? En dernière analyse, c’est un appareil qui convertit les signaux optiques en signaux électriques. En vision par ordinateur, le modèle de caméra le plus simple est le modèle d’imagerie à sténopé :

Le modèle sténopé est un modèle de caméra idéal qui ne prend pas en compte la courbure de champ, la distorsion et d’autres problèmes qui existent dans les caméras réelles. Cependant, en utilisation réelle, ces problèmes peuvent être résolus en introduisant des paramètres de distorsion dans le processus d'étalonnage, de sorte que le modèle à petit trou reste le modèle de caméra le plus largement utilisé.

L'image passe à travers l'objectif et brille sur une puce photosensible. La puce photosensible peut convertir des informations telles que la longueur d'onde et l'intensité de la lumière en un signal numérique reconnaissable par un ordinateur (circuit numérique). L'élément photosensible ressemble à ceci :

(L'élément carré au milieu est l'élément photosensible)

Que sont les pixels et la résolution ?

L'élément photosensible est composé de nombreux points photosensibles. Par exemple, il y a 640*480 points. Les pixels de chaque point sont collectés et triés pour former une image. *480 :

qu'est-ce que la fréquence d'images

La fréquence d'images (FPS) est le nombre d'images traitées par seconde. Si elle dépasse 20 images, l'œil humain sera pratiquement incapable de détecter les décalages. Bien sûr, si vous l'utilisez sur une machine, plus la fréquence d'images est élevée, mieux c'est. Comparaison de la fréquence d'images maximale d'OpenMV :\ Remarque : S'il n'y a pas d'annotation, l'image ne sera pas transférée vers l'EDI, car ce processus prend beaucoup de temps.

quelle est la couleur

Physiquement, les couleurs sont des ondes électromagnétiques de différentes longueurs d'onde.\ \

Cependant, selon les effets visuels de l'œil humain, la couleur de la lumière visible peut être décrite à travers les gammes de couleurs RVB, CMJN, HSB et LAB.

RGB trois couleurs primaires

Le principe des trois couleurs primaires n'est pas dû à des raisons physiques, mais à des raisons physiologiques humaines. Il existe plusieurs cellules photoréceptrices en forme de cône dans l'œil humain qui peuvent distinguer les couleurs, et elles sont plus sensibles à la lumière jaune-vert, verte et bleu-violet (ou violette) (les longueurs d'onde sont respectivement de 564, 534 et 420 nanomètres).

Par conséquent, le RGB est souvent utilisé sur les moniteurs pour afficher des images.

LAB luminosité-contraste

Dans l'espace colorimétrique Lab, la luminosité L ; le nombre positif de a représente le rouge et l'extrémité négative représente le vert ; le nombre positif de b représente le jaune et l'extrémité négative représente le bleu. Contrairement aux espaces colorimétriques RVB et CMJN, les couleurs Lab sont conçues pour se rapprocher de la vision humaine.

Par conséquent, le composant L peut ajuster la paire de luminosité, en modifiant les niveaux de sortie des composants a et b pour obtenir une balance des couleurs précise.

Remarque : Dans l'algorithme d'OpenMV pour trouver des patchs de couleur, ce mode LAB est utilisé !

Sélection de la source lumineuse

Si votre machine est utilisée dans l'industrie ou si un équipement fonctionne 24 heures sur 24, le maintien d'une source de lumière stable est vital, en particulier dans les algorithmes de couleur. Lorsque la luminosité change, la valeur de la couleur entière changera considérablement !

A ajouter

distance focale de l'objectif

Parce que l'image est éclairée sur l'élément photosensible par réfraction optique de la lentille. Ensuite, l'objectif détermine la taille et la distance de l'image entière. L'un des paramètres les plus importants est la distance focale.

Distance focale de l'objectif : fait référence à la distance entre le point principal de l'objectif et le point focal et constitue un indicateur de performance important de l'objectif. La longueur focale de l'objectif détermine la taille de l'image prise, la taille du champ de vision, la taille de la profondeur de champ et la force de perspective de l'image. Lors de la prise de vue du même objet à la même distance, l'image formée par un objectif à longue focale est grande et l'image formée par un objectif à courte focale est petite. Notez que plus la distance focale est longue, plus l'angle de vue est petit.\

Un autre point est la distorsion de l'objectif. En raison des principes optiques, différentes positions sur la puce photosensible ont des distances différentes par rapport à l'objectif. En termes simples, la distance proche est plus grande et la distance est plus petite, donc un effet fisheye (distorsion en barillet) se produira. apparaissent en bordure. Afin de résoudre ce problème, vous pouvez utiliser des algorithmes dans le code pour corriger la distorsion. Remarque : OpenMV utilise image.lens_corr(1.8) pour corriger l'objectif de focale de 2,8 mm. Vous pouvez également utiliser directement des objectifs sans distorsion. Les verres sans distorsion ajoutent des pièces de verre correcteurs supplémentaires, de sorte que le prix sera naturellement beaucoup plus élevé.

Vous trouverez ci-dessous un tableau comparatif des objectifs avec différentes distances focales lorsque OpenMV est à environ 20 cm du bureau.\

filtre d'objectif

Sur l'objectif, il y a généralement un filtre.

A quoi sert ce filtre ?

Nous savons que différentes couleurs de lumière ont des longueurs d’onde différentes. Dans un environnement normal, en plus de la lumière visible, il y a aussi beaucoup de lumière infrarouge. En vision nocturne, la lumière infrarouge est utilisée.

Cependant, dans les applications couleur normales, la lumière infrarouge n'est pas nécessaire, car la lumière infrarouge réagira également à l'élément photosensible, rendant tout l'écran blanc. Nous avons donc mis un filtre sur l'objectif qui ne peut laisser passer la longueur d'onde que dans les 650 nm, ce qui coupe la lumière infrarouge.