Conoscenze di base sull'elaborazione delle immagini

Cos'è una fotocamera?

Abbiamo tutti visto varie fotocamere, come ad esempio

Allora, cos'è una fotocamera? In ultima analisi, è un dispositivo che converte i segnali ottici in segnali elettrici.Nella visione artificiale, il modello di fotocamera più semplice è il modello di imaging stenopeico:

Il modello stenopeico è un modello di fotocamera ideale che non considera la curvatura del campo, la distorsione e altri problemi presenti nelle fotocamere reali.Tuttavia, nell'uso reale, questi problemi possono essere risolti introducendo parametri di distorsione nel processo di calibrazione, quindi il modello a foro piccolo è ancora il modello di fotocamera più utilizzato.

L'immagine passa attraverso l'obiettivo e brilla su un chip fotosensibile. Il chip fotosensibile può convertire informazioni come la lunghezza d'onda e l'intensità della luce in un segnale digitale che può essere riconosciuto da un computer (circuito digitale)：

(L'elemento quadrato al centro è l'elemento fotosensibile)

Cosa sono i pixel e la risoluzione?

L'elemento fotosensibile è composto da molti punti fotosensibili. Ad esempio, ci sono 640*480 punti Ogni punto è un pixel. I pixel di ciascun punto vengono raccolti e ordinati per formare un'immagine. *480：

cos'è il frame rate

Il frame rate (FPS) è il numero di immagini elaborate al secondo. Se supera i 20 fotogrammi, l'occhio umano non sarà praticamente in grado di rilevare i ritardi.Naturalmente, se utilizzato su una macchina, maggiore è il frame rate, meglio è. Confronto del frame rate massimo di OpenMV:\ Nota: se non è presente alcuna annotazione, l'immagine non verrà trasferita all'IDE, poiché questo processo richiede molto tempo.

cos'è il colore

Fisicamente, i colori sono onde elettromagnetiche di diverse lunghezze d’onda.\ \

Tuttavia, in base agli effetti visivi dell'occhio umano, il colore della luce visibile può essere descritto attraverso le gamme di colori RGB, CMYK, HSB e LAB.

RGB tre colori primari

Il principio dei tre colori primari non è causato da ragioni fisiche, ma da ragioni fisiologiche umane.Nell'occhio umano sono presenti diverse cellule fotorecettrici a forma di cono in grado di distinguere i colori e sono più sensibili alla luce giallo-verde, verde e blu-viola (o viola) (le lunghezze d'onda sono rispettivamente 564, 534 e 420 nanometri).

Pertanto, l'RGB viene spesso utilizzato sui monitor per visualizzare le immagini.

Contrasto luminosità LAB

Nello spazio colore Lab, la luminosità L; il numero positivo di a rappresenta il rosso e l'estremità negativa rappresenta il verde;A differenza degli spazi colore RGB e CMYK, i colori Lab sono progettati per approssimare la visione umana.

Pertanto, il componente L può regolare la coppia di luminosità, modificando i livelli di uscita dei componenti a e b per ottenere un bilanciamento del colore preciso.

Nota: nell'algoritmo di OpenMV per la ricerca dei campioni di colore, viene utilizzata questa modalità LAB!

Selezione della sorgente luminosa

Se la tua macchina è utilizzata nell'industria o in un'apparecchiatura in funzione 24 ore al giorno, mantenere una fonte di luce stabile è vitale, soprattutto negli algoritmi del colore.Quando la luminosità cambia, il valore dell'intero colore cambierà notevolmente!

Da aggiungere

lunghezza focale dell'obiettivo

Perché l'immagine viene illuminata sull'elemento fotosensibile attraverso la rifrazione ottica della lente.Quindi l'obiettivo determina la dimensione e la distanza dell'intera immagine.Uno dei parametri più importanti è la lunghezza focale.

Lunghezza focale dell'obiettivo: si riferisce alla distanza dal punto principale dell'obiettivo al punto focale ed è un importante indicatore delle prestazioni dell'obiettivo.La lunghezza focale dell'obiettivo determina la dimensione dell'immagine scattata, la dimensione del campo visivo, la dimensione della profondità di campo e l'intensità prospettica dell'immagine.Quando si riprende lo stesso oggetto alla stessa distanza, l'immagine formata da un obiettivo con una lunghezza focale lunga è grande, mentre l'immagine formata da un obiettivo con una lunghezza focale corta è piccola.Tieni presente che maggiore è la lunghezza focale, minore è l'angolo di campo.\

Un altro punto è la distorsione dell'obiettivo. A causa dei principi ottici, diverse posizioni sul chip fotosensibile hanno distanze diverse dall'obiettivo. In poche parole, la distanza da vicino è maggiore e la distanza è minore, quindi si avrà un effetto fisheye (distorsione a barile). appaiono al bordo. Per risolvere questo problema, puoi utilizzare algoritmi nel codice per correggere la distorsione Nota: OpenMV utilizza image.lens_corr(1.8) per correggere l'obiettivo con lunghezza focale di 2,8 mm. Puoi anche utilizzare direttamente obiettivi privi di distorsioni. Le lenti prive di distorsioni aggiungono ulteriori parti correttive, quindi il prezzo sarà naturalmente molto più alto.

Di seguito è riportata una tabella comparativa di obiettivi con diverse lunghezze focali quando OpenMV si trova a circa 20 cm di distanza dal desktop.\

filtro dell'obiettivo

Sull'obiettivo di solito è presente un filtro.

Cosa fa questo filtro?

Sappiamo che diversi colori della luce hanno lunghezze d'onda diverse. In un ambiente normale, oltre alla luce visibile, c'è anche molta luce infrarossa. Nella visione notturna viene utilizzata la luce infrarossa.

Tuttavia, nelle normali applicazioni a colori, la luce infrarossa non è necessaria, perché anche la luce infrarossa reagisce all'elemento fotosensibile, rendendo bianco l'intero schermo. Quindi abbiamo messo un filtro sull'obiettivo che può far passare solo la lunghezza d'onda entro 650 nm, che taglia la luce infrarossa.