機(jī)器視覺系統(tǒng)的參數(shù)

一個機(jī)器視覺系統(tǒng)有著很多參數(shù)，這些參數(shù)都影響著視覺系統(tǒng)的性能，那么都有哪些參數(shù)呢，它們?nèi)绾畏诸惸?，又是如何在視覺系統(tǒng)的圖像處理各個階段發(fā)揮自己的影響力的呢？下面這篇文章向我們闡述了視覺系統(tǒng)參數(shù)，千萬不要忽略視覺系統(tǒng)中任何一個參數(shù)，有時候它會起到舉足輕重的作用。
視覺系統(tǒng)的一個特征是它們的很多操作是由控制圖像處理的參數(shù)指示的。參數(shù)也許很難被編碼到應(yīng)用軟件中，或它們可能會被終端用戶(在安全允許情況下)改動。這篇文章闡述了參數(shù)在概念上的三種分類，但是這絕不是實(shí)際中的，它們分別作用在圖像處理操作中三個不同的階段。
這三類參數(shù)是：
1.        外部參數(shù)；
2.        內(nèi)部參數(shù)；
3.        產(chǎn)品參數(shù)。

外部參數(shù)是在視覺系統(tǒng)操作中在外部影響圖像處理的因素。舉個例子，在測量實(shí)際物理單元中，視場中的像素尺寸的尺度因素就是一個外部參數(shù)。
內(nèi)部參數(shù)就是那些在圖像處理中內(nèi)部使用的參數(shù)。舉個例子，控制一個卷積的濾波效果的卷積核系數(shù)就是內(nèi)部參數(shù)。
產(chǎn)品參數(shù)就是不同的產(chǎn)品在生產(chǎn)中隨時可變的因素。舉個例子，當(dāng)檢測不同尺寸的產(chǎn)品時，對于測量的剔廢(pass/fail)標(biāo)準(zhǔn)是變化的，這就是一個產(chǎn)品因素。
這篇文章的目的在于視覺系統(tǒng)用戶往往需要通過調(diào)整參數(shù)來重建或改進(jìn)視覺系統(tǒng)性能。在不平常的情況下，這些變化就是重新洞悉在特殊應(yīng)用中視覺處理怎樣能工作的更好的結(jié)果。但是他們總是在非不得已的停工期不顧一切地嘗試去糾正一個缺點(diǎn)。
如果一個視覺系統(tǒng)在一個時期工作的很好，但是不能維持同樣的性能，問題很可能就是在沒有理解潛在變化的情況下改變參數(shù)時產(chǎn)生。在對連續(xù)學(xué)習(xí)視覺系統(tǒng)幾乎不報(bào)任何期望的情況下，視覺系統(tǒng)不會改變它們的參數(shù)；引起性能下降的改變對于圖像處理來說是外部的。在這種方式有過修改參數(shù)歷史的任何系統(tǒng)通常會出現(xiàn)嚴(yán)重降級，并且需要重建參數(shù)來維持去糾正導(dǎo)致性能下降的問題。
參數(shù)概念上的架構(gòu)如圖1所示。
 
                                    圖1  視覺系統(tǒng)中三種參數(shù)作用過程
 
外部參數(shù)
外部參數(shù)是指那些在視覺系統(tǒng)中作用于圖像處理的外部因素。它們的原理特征是它們是一個標(biāo)定過程的集合。在一個視覺系統(tǒng)中會被用到的外部參數(shù)例子有：
※      空間分辨率或尺度因素(比如，每像素多少毫米)
※      平場(flat field)校正參數(shù)(比如，每像素增益和補(bǔ)償)
※      白平衡或彩色平衡
※      扭曲校正參數(shù)
※      曝光延時時間(Ejector delay time)

在概念上，視覺系統(tǒng)從相機(jī)輸入一幅原始圖像，然后應(yīng)用外部參數(shù)去創(chuàng)建一幅標(biāo)定后的圖像。在實(shí)際中，這只有部分是正確的。舉個例子，尺度因素通常是在當(dāng)圖像處理序列中特征被提取處理出來以后才被應(yīng)用。當(dāng)然，與曝光延遲時間相關(guān)的任何操作將被輸出使用。但是，像場曲校正、白平衡或彩色平衡、扭曲校正這些因素很可能被直接應(yīng)用于原始圖像來生成一幅標(biāo)定后的圖像。

內(nèi)部參數(shù)
內(nèi)部參數(shù)是那些視覺系統(tǒng)工程師用來調(diào)整以確保最好的整體性能的集合因素。它們不能被終端用戶改變。如果它們被改變了，視覺系統(tǒng)操作需要重新被合法化。
對于任一個視覺系統(tǒng)來說內(nèi)部參數(shù)的范圍都很大，甚至能列出很長。
其中的概念是內(nèi)部參數(shù)影響著視覺系統(tǒng)的操作，但是通常情況下不是它的程序序列，在采用標(biāo)定后的圖像和提取需求的特征上做一個選擇。

產(chǎn)品參數(shù)
 產(chǎn)品參數(shù)就是那些針對每視覺系統(tǒng)成像的每一個產(chǎn)品，控制其視覺系統(tǒng)的行為。最明顯的產(chǎn)品參數(shù)是那些決定產(chǎn)品是被接收或拒絕的標(biāo)準(zhǔn)和僅僅受到特征數(shù)據(jù)翻譯影響的因素。但是，在更復(fù)雜的視覺系統(tǒng)中，產(chǎn)品參數(shù)可能會影響視覺系統(tǒng)操作的其它部分。比如以下這些例子：
★      在多個相機(jī)的視覺系統(tǒng)中，他們可能選擇那些用于指定產(chǎn)品的相機(jī)；
★      在多個照明源的視覺系統(tǒng)中，他們選擇用于指定產(chǎn)品的那個光源；；
★      決定尺寸和窗口位置來控制圖像處理的焦距

總結(jié)
這里有三類機(jī)器視覺參數(shù)。
參數(shù) 產(chǎn)品 內(nèi)部 外部
特殊的 單個產(chǎn)品 圖像處理 物理安裝
由誰改變 授權(quán)的終端用戶 視覺系統(tǒng)工程師 維護(hù)技術(shù)員
影響系統(tǒng)有效的變化 沒必要 是 否
維持 不變化 不變化 可能變化
產(chǎn)品變化 變化 不變化 不變化
在嘗試迅速恢復(fù)一個視覺系統(tǒng)時，上面三類視覺系統(tǒng)參數(shù)都不應(yīng)該隨意改變。如果要改變，即需要估計(jì)改變帶來的現(xiàn)實(shí)問題，還有導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降的所有可能性