實驗1.1  根據(jù)不同待測物的特征，分析適用的照明方式

1. 實驗目的

   學會根據(jù)不同待測物的特征，分析適用的照明方式

2.實驗所需儀器設備

①　MXY9003 機器視覺綜合實訓平臺一臺；

②　計算機一臺

3. 實驗內容及步驟

   本實訓平臺配有白色平行光源、白色環(huán)形光源、白色LED線光源、紅色LED光源、 綠色LED光源、藍色LED光源，將光源的電源線插入平臺的+12V電源插孔，調節(jié)想相應的電位器，改變光源的電流，從而改變光源的發(fā)光亮度，觀察每種光源的發(fā)光特點，再根據(jù)各種被測物的特征，分析適合哪種光源。

4、實驗總結

1、 寫出實驗總結報告，說明不同被側物的特征及適用哪種照明方式

實驗1.4  利用線陣CCD進行圖像掃描

1. 實驗目的

在光電技術、機器視覺技術中數(shù)字圖像的產(chǎn)生與分解是非常重要的基礎知識，掌握圖像的產(chǎn)生與分解對于如何利用圖像，從圖像中解析出我們所要檢測的目的信號無疑是機器視覺技術為重要的環(huán)節(jié)。本實驗利用黑白線陣CCD圖像傳感器對黑白實物進行掃描而獲得數(shù)字圖像，并對掃描圖像的解析方法、圖像的形成方法和數(shù)字圖像的特點等重要內容深入學習，掌握數(shù)字圖像的產(chǎn)生過程。

2. 實驗準備內容

（1）學習有關CCD的知識，掌握圖像掃描制式，為什么要設置圖像掃描制式等內容；

（2）學習用線陣CCD傳感器進行實物掃描成像的原理，它又為什么可以不遵守如電視制式等的圖像形成規(guī)則。

（3）用線陣CCD進行圖像掃描時應該注意哪些問題？線陣CCD的工作頻率、掃描電機的轉速與照明光源的亮度之間存在著怎樣的關系？

（4）為什么說掃描同步問題是線陣CCD圖像掃描技術的關鍵問題，如何解決掃描圖像的同步問題？

3. 實驗所需儀器設備

①　MXY9003 機器視覺綜合實訓平臺一臺；

②　計算機一臺

4. 實驗步驟

1） 圖像掃描

（1） 搭建圖像掃描系統(tǒng)。將線陣CCD相機用長支撐桿安裝在導軌滑塊上，并且用數(shù)據(jù)線將線陣相機和平臺后面的DB15接口相連，將獨立掃描裝置放置在平臺鋼板上，并將獨立掃描裝置的電源線插入12V電源插孔。將反射光源用支桿和滑塊安裝在導軌上，使反射光源能夠照射到掃描圖像的位置，然后將反射光源的電源線插入平臺12V電源插孔（如果實驗室光照強度較大，可不加反射光源）。

（2） 打開平臺電源和計算機電源，找到《圖像掃描實驗》軟件，在計算機顯示屏上彈出如圖1.4-1所示的圖像掃描實驗軟件主界面；

（3） 先點擊界面中的“連續(xù)"按鈕，觀察線陣CCD輸出信號波形曲線，當掃描裝置轉動到軟件顯示條碼信息時，將掃描裝置電源斷開；

（4） 先調整光圈或者積分時間、驅動頻率、反射光源位置及亮度，使其輸出幅度居中偏高些以便掃描出來的圖像灰度階更為豐富；但是不能使CCD輸出信號進入飽和區(qū)，否則將出現(xiàn)高亮度區(qū)域偏白而無法正常顯示圖像；

（5） 然后再調整成像物鏡的焦距，使觀測到的曲線盡量陡直或如圖1.4-1所示的波形顯得比較毛糙（是高頻分量較好的表現(xiàn)），才為調試到較為理想狀況；當然準確調焦后掃描出來的圖像視覺效果可能并不理想，圖像的細節(jié)表現(xiàn)明顯，圖像的缺陷暴露無疑。所以有時為了視覺效果常有意進行“離焦處理"以便掩蓋圖像本身的缺陷。在產(chǎn)品表面質量檢測中應盡量提高圖像的清晰度，盡量使成像物鏡調整到佳理想像面。

當所觀察到的輸出波形（曲線波形）如圖1.4-1，表明光學成像系統(tǒng)已經(jīng)調好后（曲線斜率越陡直說明光學成像系統(tǒng)的焦距調整得越好），信號的幅度也能滿足掃描要求便可以進行下一步掃描實驗。                                

             圖1.4-1

（6） 點擊“停止"按鈕，在如圖1.4-1所示的菜單中選中“圖像"按鈕，將彈出如圖1.4-2所示的圖像掃描設置與控制主菜單。

（7） 接通掃描裝置電源，掃描電機將帶動滾筒轉動，點擊圖1.4-2所示軟件界面上的“開始掃描"按鈕，程序自動進入判斷掃描起始點并進入自動掃描工作過程，并不斷在界面上顯示正在掃描的行數(shù)；界面上同時彈出掃描進度條，完成整幅畫面的掃描后將在屏幕上自動顯示出如圖1.4-3所示的整幅圖像；

（8） 利用如圖1.4-3所示的掃描界面上的“水平方向"與“垂直方向"的縮、放控制鍵進行x、y兩個方向的縮放調整，使所顯示的圖像適于觀看；

（9） 利用掃描界面上的“保存圖像"按鈕能夠將掃出的圖像存入文件夾內

              圖1.4-2

            圖1.4-3

（10） 改變驅動頻率與積分時間的檔位，再次進行圖像掃描，觀察掃描出來的圖像變化情況，分析圖像發(fā)生變化的原因；

（11） 調整掃描電機的轉速（提高或降低），然后再次進行圖像掃描，觀察掃描出來的圖像，分析掃描速度與圖像質量的關系；

（12） 通過上述參數(shù)的設置與變化，總結出用線陣CCD掃描實際運動圖像（畫面）時為什么要強調掃描速度要恒定，通過實驗，是否能夠充分認識到圖像掃描的關鍵技術；

（13） 你能夠利用實驗儀的硬件設備完成圖像掃描軟件的編寫工作嗎？

（14） 觀察與分析儀器所提供的圖片（貼于滾筒上）,能否從中找到掃描軟件所需要的掃描起止信號，它有什么特點？如何利用它進行同步掃描？

5. 結束與關機

   （1）將所作實驗的數(shù)據(jù)與圖像可靠地存儲到的文件夾內

（2）先退出實驗程序，關畢計算機，再關閉平臺電源；

（3）整理好所有實驗器材與工具，放回原處。

6. 實驗總結

   ⑴寫出實驗總結報告，你是否考慮到設計者為什么將被掃描圖像設計成如此圖樣？為什么要有黑直條？

   ⑵試分析所掃出的圖像亮度不均勻的原因，能否提出解決用線陣CCD掃描圖像時遇到的圖像亮度不均勻問題的方法或方案？（從成像物鏡的像面照度分布問題考慮）

   ⑶試分析下面情況，若要掃描的對象是以速度v做勻速直線運動的物體表面（如鋼板表面），該怎樣設計用線陣CCD掃描物體表面圖像質量的實際應用課題？在掃描過程中物體運動的速度發(fā)生變化時所掃出的圖像將會怎樣？

   ⑷實驗過程中你是否調整了電機的轉速？調整轉速后掃描圖像將發(fā)生怎樣的變化？為什么？

   ⑸你能否利用實驗儀提供的動態(tài)鏈接庫函數(shù)自己編寫出掃描圖像的相關軟件程序？

   ⑹通過這節(jié)實驗課，你能在哪方面有所提高？該實驗內容能涉及多少相關課程？你認為該實驗還應增添哪些實驗內容？