机器视觉中进行图像采集的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及机器视觉技术，尤其设及机器视觉中进行图像采集的方法及装置。
【背景技术】
[0002] "机器视觉"，即采用机器代替人眼来做测量和判断等处理。机器视觉系统是指通 过机器视觉产品（即图像采集装置，分cmos和ccd两种)把图像抓取到，然后将该图像传送至 处理单元，通过数字化处理，来进行尺寸、形状、颜色等的判别，进而根据判别的结果来控制 现场的设备动作。
[0003] 目前，机器视觉在自动化生产中的应用越来越广泛，包括目标对象方位的检测，零 件、产品的外观和质量检测等。但是一般的机器视觉方案中，采用机器视觉产品对目标对象 进行图像采集时，常会出现目标对象的某些部分清晰，而某些部分不清晰的情形，无法满足 多物面清晰的需求，造成后续基于图像的处理结果不准确。
[0004] 为了解决多物面清晰的问题，目前有W下几种处理方式：
[0005] 1.收缩光圈，获得更大的景深，进而使多物面清晰。
[0006] 2.架设多个相机，每一相机检测一个物面，进而得到相应物面的清晰影像。
[0007] 3.使用机械手臂，使相机运动到不同的拍摄点，得到每个物面的清晰影像。
[000引上述处理方式存在W下缺陷：
[0009] 第一种方式通过收缩光圈来获得更大的景深，一方面曝光时间需要延长，影响系 统的效率，另一方面，运种方式获得的景深有限，只能满足物面距离相差很小的情况下的需 求。
[0010] 第二种和第Ξ种方式获得多个影像，可W获得不同物面的清晰影像，但运些影像 需要分别处理，不但影响效率，而且失去了不同物面目标对象之间的关联性。
[0011] 综上，现有进行图像采集的方案都存在局限性，不能做到在满足多物面清晰的前 提下不影响效率，且只能应用到部分情景。
【发明内容】
[0012] 本发明提供了一种机器视觉中进行图像采集的方法，该方法能够在满足多物面清 晰需求的前提下，扩展应用范围，提高处理效率，并保证各物面之间的关联性。
[0013] 本发明提供了一种机器视觉中进行图像采集的装置，该装置能够在满足多物面清 晰需求的前提下，扩展应用范围，提高处理效率，并保证各物面之间的关联性。
[0014] 一种机器视觉中进行图像采集的方法，该方法包括：
[0015] 采用远屯、镜头对目标对象进行拍摄，得到在不同对焦点下采集的不同物面的图 像；
[0016] 对不同物面的图像进行合成处理，得到一张不同物面都清晰的合成图像；
[0017] 将合成图像发送给处理单元进行数字化处理。
[0018] -种机器视觉中进行图像采集的装置，该装置包括成像单元、计算单元、存储单元 和处理单元；
[0019] 所述成像单元，采用远屯、镜头对目标对象进行拍摄，得到在不同对焦点下采集的 不同物面的图像，存储到所述存储单元；
[0020] 所述存储单元，用于存储来自成像单元的图像；
[0021] 所述计算单元，从所述存储单元提取不同物面的图像，对不同物面的图像进行合 成处理，得到一张不同物面都清晰的合成图像;将合成图像发送给所述处理单元；
[0022] 所述处理单元，接收所述合成图像并进行数字化处理。
[0023] 从上述方案可W看出，本发明中，采用远屯、镜头(Telecen化ic lens)对目标对象 进行拍摄，得到在不同对焦点下采集的不同物面的图像;对不同物面的图像进行合成处理， 得到一张不同物面都清晰的合成图像;将合成图像发送给处理单元进行数字化处理。本发 明方案可应用在多物面清晰需求的各种场景，并不仅限于物面距离相差很小的少部分情 况，扩展了应用范围；并且，无需设置多个相机分别进行拍摄，也无需对分别拍摄的多个图 像分别进行数字化处理，而只需针对不同物面调节对焦点，得到的合成图像包含不同物面 的清晰显示，而后对合成图像进行数字化处理即可，进而提高了处理效率，也保证了各物面 之间的关联性。
【附图说明】
[0024] 图1为本发明机器视觉中进行图像采集的方法示意性流程图；
[0025] 图2为本发明在垂直于地面的方向上有Ξ个对焦物面的示意图实例；
[0026] 图3为本发明进行图像合成的方法流程图实例；
[0027] 图4为本发明机器视觉中进行图像采集的装置结构示意图；
[0028] 图5为本发明实施例中对焦在logo上的图像；
[0029] 图6为本发明实施例中对焦在打印纸上的图像；
[0030] 图7为本发明实施例中得到的合成图像。
【具体实施方式】
[0031] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本 发明进一步详细说明。
[0032] 现有进行图像采集的方案都存在局限性，不能做到在满足多物面清晰的前提下不 影响效率，且只能应用到部分情景。针对该技术问题，发明人进行深入分析后，考虑将现有 的远屯、镜头技术应用到图像采集中。
[0033] 远屯、镜头，主要是为纠正传统工业镜头视差而设计，它可W在一定的物距范围内， 使得到的图像放大倍率不会变化，运对被测物不在同一物面上的情况是非常重要的应用。 远屯、镜头由于其特有的平行光路设计，一直为对镜头崎变要求很高的机器视觉应用场合所 青睐。本发明采用远屯、镜头，对不同物面分别拍摄图像，得到相应物面的清晰图像，然后进 一步对各物面图像处理，将各物面的清晰图像合成到一幅图像中，后续再基于得到的该图 像进行数字化处理，运样，使机器视觉的结果更加准确。
[0034] 参见图1，为本发明机器视觉中进行图像采集的方法示意性流程图，其包括W下步 骤：
[0035] 步骤101，采用远屯、镜头对目标对象进行拍摄，得到在不同对焦点下采集的不同物 面的图像。
[0036] 不同物面，也就是不同焦点所对焦的平面。针对目标对象的不同物面，分别进行对 焦，在不同对焦点下采集各物面的图像，得到的图像中，对焦的物面清晰，其他物面可能存 在模糊。
[0037] 具体实践时，固定拍摄装置后，改变焦点，对焦在不同物面上进行图像采集。例如， 针对某目标对象，在垂直于地面的方向上有Ξ个平面(即物面），如图2所示，具体为物面A、B 和C;则分别对焦在Ξ个物面上进行图像采集，得到的Ξ幅图像中，有一个平面是清晰的，另 外两个平面模糊。步骤102,对不同物面的图像进行合成处理，得到一张不同物面都清晰的 合成图像。
[0038] 合成图像中，各物面都清晰显示。
[0039] 步骤103,将合成图像发送给处理单元进行数字化处理。
[0040] 将合成图像传送至处理单元，通过数字化处理，来进行尺寸、形状、颜色等的判别， 进而检测零件、产品等目标对象的外观和质量等。
[0041] 本发明中，采用远屯、镜头对目标对象进行拍摄，得到在不同对焦点下采集的不同 物面的图像;对不同物面的图像进行合成处理，得到一张不同物面都清晰的合成图像;将合 成图像发送给处理单元进行数字化处理。本发明方案可应用在多物面清晰需求的各种场 景，并不仅限于物面距离相差很小的少部分情况，扩展了应用范围；并且，无需设置多个相 机分别进行拍摄，也无需对分别拍摄的多个图像分别进行数字化处理，而只需针对不同物 面调节对焦点，得到的合成图像包含不同物面的清晰显示，而后对合成图像进行数字化处 理即可，进而提高了处理效率，也保证了各物面之间的关联性。
[0042] 图1流程中，得到不同物面的图像后，可采用多种方式进行合成处理，W得到一张 不同物面都清晰的合成图像;具体实现时，可将不同对焦点所对应的清晰物面区域进行堆 叠处理，将各清晰物面区域合成在一张图像中。对各清晰物面区域的堆叠合成有多种实现 方案，例如，先确定各物面图像中的清晰区域的位置范围，然后将各清晰区域堆叠成一张图 像，得到合成图像;再如，采用图3流程所示的实施方式：
[0043] 步骤301，对