Conhecimentos prévios em processamento de imagem

O que é uma câmara fotográfica?

Todos nós já vimos várias câmaras, como

Então, o que é uma câmara fotográfica? Em última análise, é um dispositivo que converte sinais óticos em sinais elétricos. Na visão por computador, o modelo de câmara mais simples é o modelo de imagem pinhole:

O modelo pinhole é um modelo de câmara ideal que não considera a curvatura de campo, distorção e outros problemas que existem nas câmaras reais. No entanto, na utilização real, estes problemas podem ser resolvidos através da introdução de parâmetros de distorção no processo de calibração, pelo que o modelo de pequeno orifício é ainda o modelo de câmara mais utilizado.

A imagem passa pela lente e brilha num chip fotossensível. O chip fotossensível pode converter informações como o comprimento de onda e a intensidade da luz num sinal digital que pode ser reconhecido por um computador (circuito digital)：

(O elemento quadrado no meio é o elemento fotossensível)

O que são pixéis e resolução?

O elemento fotossensível é composto por muitos pontos fotossensíveis, como por exemplo 640*480 pontos.Cada ponto é um pixel.É apenas uma imagem, pelo que a resolução desta imagem é de 640*480:

o que é a taxa de fotogramas

A taxa de fotogramas (FPS) é o número de imagens processadas por segundo. Se exceder os 20 fotogramas, o olho humano não conseguirá, basicamente, detetar atrasos. Claro que, se for utilizado numa máquina, quanto maior for a taxa de fotogramas, melhor será a comparação da taxa de fotogramas máxima do OpenMV:\ Nota: Se não existir qualquer anotação, a imagem não será transferida para o IDE, pois este processo é muito demorado.

o que é a cor

Fisicamente, as cores são ondas eletromagnéticas de diferentes comprimentos de onda.\ \

No entanto, de acordo com os efeitos visuais do olho humano, a cor da luz visível pode ser descrita através das gamas de cores RGB, CMYK, HSB e LAB.

RGB três cores primárias

O princípio das três cores primárias não é causado por razões físicas, mas por razões fisiológicas humanas. Existem várias células fotorrecetoras em forma de cone no olho humano que conseguem distinguir as cores e são mais sensíveis à luz amarelo-esverdeada, verde e azul-violeta (ou violeta) (os comprimentos de onda são de 564, 534 e 420 nanómetros, respetivamente).

Portanto, o RGB é frequentemente utilizado em monitores para exibir imagens.

LAB brilho-contraste

No espaço de cor Lab, o brilho L; o número positivo de a representa o vermelho, e a extremidade negativa representa o verde; Ao contrário dos espaços de cor RGB e CMYK, as cores Lab são concebidas para se aproximarem da visão humana.

Portanto, o componente L pode ajustar o par de brilho, modificando os níveis de saída dos componentes a e b para obter um equilíbrio de cores preciso.

Nota: No algoritmo do OpenMV para encontrar manchas de cor, é utilizado este modo LAB!

Seleção da fonte de luz

Se a sua máquina for industrial ou um equipamento que funcione 24 horas por dia, manter uma fonte de luz estável é vital, especialmente nos algoritmos de cor. Quando o brilho muda, o valor de toda a cor muda muito!

Para ser adicionado

distância focal da lente

Porque a imagem é iluminada no elemento fotossensível através da refracção óptica da lente. De seguida, a lente determina o tamanho e a distância de toda a imagem. Um dos parâmetros mais importantes é a distância focal.

Distância focal da objetiva: refere-se à distância do ponto principal da objetiva ao ponto focal e é um importante indicador do desempenho da objetiva. A distância focal da lente determina o tamanho da imagem obtida, o tamanho do campo de visão, o tamanho da profundidade de campo e a força da perspetiva da imagem. Quando se fotografa o mesmo objeto à mesma distância, a imagem formada por uma objetiva com uma distância focal longa é grande e a imagem formada por uma objetiva com uma distância focal curta é pequena. Note que quanto maior for a distância focal, menor será o ângulo de visão.\

Outro ponto é a distorção da lente. Devido aos princípios óticos, diferentes posições no chip fotossensível têm diferentes distâncias da lente. aparecem na borda. Para resolver este problema, pode utilizar algoritmos no código para corrigir a distorção. Nota: O OpenMV utiliza image.lens_corr(1.8) para corrigir a lente de distância focal de 2.8 mm. Também pode usar lentes sem distorção diretamente. As lentes sem distorção adicionam peças corretivas adicionais, pelo que o preço será naturalmente muito mais elevado.

Abaixo está um gráfico comparativo de objectivas com diferentes distâncias focais quando o OpenMV está a cerca de 20 cm de distância do ambiente de trabalho.\

filtro de lente

Na objetiva, existe geralmente um filtro.

O que faz este filtro?

Sabemos que diferentes cores de luz têm diferentes comprimentos de onda. Num ambiente normal, para além da luz visível, existe também muita luz infravermelha.

No entanto, em aplicações coloridas normais, a luz infravermelha não é necessária, porque a luz infravermelha também reagirá ao elemento fotossensível, tornando todo o ecrã branco. Assim, colocamos um filtro na lente que só consegue passar no comprimento de onda de 650 nm, o que corta a luz infravermelha.