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機(jī)器視覺(jué)常見(jiàn)的術(shù)語(yǔ)

2022-01-12 11:34

1、鏡頭:

鏡頭是集聚光線,使膠卷能獲得清晰影像的結(jié)構(gòu)。早期的鏡頭都是由單片凸透鏡所構(gòu)成。因?yàn)榍逦炔患?,又?huì)產(chǎn)生色像差,而漸被改良成復(fù)式透鏡,即以多片凹凸透鏡的組合,來(lái)糾正各種像差或色差,并且借著鏡頭的加膜(coating)處理,增加進(jìn)光量,減少耀光,使影像的素質(zhì)大大的提高。一般而言,攝影用的透鏡均為聚焦透鏡,依照光學(xué)原理、由遠(yuǎn)處而來(lái)的光線穿過(guò)具有聚焦作用的透鏡后,會(huì)全部聚焦于一點(diǎn),這一點(diǎn)即焦點(diǎn)。而從焦點(diǎn)到鏡頭的中心點(diǎn)之距離即稱焦距。在相機(jī)上,鏡頭的中心點(diǎn)通常都位于光圈處,而焦點(diǎn)位于焦點(diǎn)平面上(即膠卷面)。故相機(jī)的焦距為鏡頭對(duì)焦在無(wú)限遠(yuǎn)時(shí),光圈到膠卷間的距離。鏡頭的種類(根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合分類)

· 廣角鏡頭:視角90度以上,觀察范圍較大,近處圖像有變形。

· 標(biāo)準(zhǔn)鏡頭:視角30度左右,使用范圍較廣。

· 長(zhǎng)焦鏡頭:視角20度以內(nèi),焦距可達(dá)幾十毫米或上百毫米。

· 變焦鏡頭:鏡頭焦距連續(xù)可變,焦距可以從廣角變到長(zhǎng)焦,焦距越長(zhǎng)成像越大。

· 針孔鏡頭:用于隱蔽觀察,經(jīng)常被安裝在如天花板或墻壁等地方。

2、鏡頭結(jié)構(gòu):

鏡頭結(jié)構(gòu)可以理解為鏡頭的構(gòu)造,其主要是由鏡片構(gòu)成的。目前任何一款相機(jī)的鏡頭都不可能是由一塊鏡片組成,標(biāo)準(zhǔn)鏡頭和功能型附加鏡頭都是如此。一個(gè)鏡頭往往是由多塊鏡片構(gòu)成,根據(jù)需要這些鏡片又會(huì)組成小組,從而把要拍攝的對(duì)象盡可能清晰、準(zhǔn)確的還原。

鏡頭的結(jié)構(gòu)主要指的是構(gòu)成鏡頭的鏡片數(shù)目情況。由于不同廠商、不同產(chǎn)品采用的技術(shù)是不同的,因此絕不能簡(jiǎn)單的認(rèn)為鏡片的數(shù)目多好還是數(shù)目少好。不同鏡頭的鏡片數(shù)目是用數(shù)字標(biāo)識(shí)的,可謂一目了然。比如“佳能 EF28-105/3.5-4.5U”,標(biāo)識(shí)為12組15片,這也就是說(shuō),這款鏡頭共

有15片鏡片,這15片鏡片又分為12個(gè)鏡頭組,有的為1片成組,有的為兩片成組,以實(shí)現(xiàn)不同的功能。

除了鏡片的數(shù)目之外,鏡頭的材質(zhì)也是鏡頭結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)。目前鏡頭的材質(zhì)一般可以分為兩類:玻璃和塑料。這兩種材質(zhì)是和鏡頭生產(chǎn)商所采用的技術(shù)和特點(diǎn)有關(guān)的,兩種材質(zhì)并無(wú)優(yōu)劣之分。當(dāng)然兩種材質(zhì)的鏡頭也都有各自的特點(diǎn):比如玻璃鏡頭穩(wěn)重、塑料鏡頭輕巧。在市場(chǎng)上富士的鏡頭多采用塑料,而蔡司、尼康的鏡頭則以玻璃為主。

3、景深:

當(dāng)某一物體聚焦清晰時(shí),從該物體前面的某一段距離到其后面的某一段距離內(nèi)的所有景物也是清晰的。焦點(diǎn)相當(dāng)清晰的這段從前到后的距離就叫做景深。景深分為前景深和后景深,后景深大于前景深。景深越深,那么離焦點(diǎn)遠(yuǎn)的景物也能夠清晰,而景深淺,離焦點(diǎn)遠(yuǎn)的景物就模糊。

4、焦距:

從光學(xué)原理來(lái)講焦距就是從焦點(diǎn)到透鏡中心的距離。對(duì)于鏡頭來(lái)說(shuō),焦距有著非常重要的意義。焦距長(zhǎng)短與成像大小成正比,焦距越長(zhǎng)成像越大,焦距越短成像越小。鏡頭焦距長(zhǎng)短與視角大小成反比,焦距越長(zhǎng)視角越小,焦距越短視角越大。焦距長(zhǎng)短與景深成反比,焦距越長(zhǎng)景深越小,焦距越短景深越大。焦距長(zhǎng)短與透視感的強(qiáng)弱成反比,焦距越長(zhǎng)透視感越弱,焦距越短透視感越強(qiáng)。焦距長(zhǎng)短與反差成反比,焦距越長(zhǎng)反差越小,焦距越短反差越大。

5、對(duì)焦距離:

對(duì)焦距離越遠(yuǎn)景深越深,對(duì)焦距離越近景深越淺。因此在拍攝遠(yuǎn)景時(shí)應(yīng)該選擇較大對(duì)焦距離的鏡頭,而在拍攝近景時(shí)則應(yīng)該使用較小對(duì)焦距離的產(chǎn)品。鏡頭對(duì)焦距離是用cm(厘米)表示的,可謂一目了然。

6、濾鏡口徑:

相機(jī)鏡頭口的螺紋就是用來(lái)接各種濾鏡以及外掛鏡頭的。不過(guò),不同型號(hào)相機(jī)的螺紋直徑是不一樣,這圈螺紋口徑就叫做濾鏡口徑。購(gòu)買鏡頭時(shí)一定要注意核對(duì),相機(jī)的濾鏡口徑和所買鏡頭的濾鏡口徑是否一致,只有兩個(gè)一致才能夠直接連接。當(dāng)然如果不一致也沒(méi)有關(guān)系,可以通過(guò)轉(zhuǎn)接環(huán)來(lái)轉(zhuǎn)換濾鏡口徑。把轉(zhuǎn)接環(huán)安裝在鏡頭上,再把外掛鏡頭安裝在轉(zhuǎn)接環(huán)上就可以了。

7、視角:

鏡頭中心點(diǎn)到成像平面對(duì)角線兩端所形成的夾角就是鏡頭視角,對(duì)于相同的成像面積,鏡頭焦距越短,其視角就越大。對(duì)于鏡頭來(lái)說(shuō),視角主要是指它可以實(shí)現(xiàn)的視角范圍,當(dāng)焦距變短時(shí)視角就變大了,可以拍出更寬的范圍,但這樣會(huì)影響較遠(yuǎn)拍攝對(duì)象的清晰度。當(dāng)焦距變長(zhǎng)時(shí),視角就變小了,可以使較遠(yuǎn)的物體變得清晰,但是能夠拍攝的寬度范圍就變窄了。

8、放大倍率:

放大倍率指的是通過(guò)鏡頭的調(diào)整能夠改變拍攝對(duì)象原本成像面積的大小。雖然叫做放大倍率,但是有的鏡頭則可能起到縮小的作用。如果產(chǎn)品標(biāo)識(shí)為1:4,則表示通過(guò)該款鏡頭,最多可以放大4倍。

光圈葉片數(shù):

相機(jī)鏡頭光圈的大小是通過(guò)鏡頭內(nèi)葉片的變化來(lái)調(diào)整的。光圈葉片數(shù)就是指鏡頭內(nèi)用來(lái)調(diào)整光圈的葉片數(shù)量。一般來(lái)說(shuō),數(shù)量越多,在光圈的調(diào)整時(shí)也就能實(shí)現(xiàn)更高的精度,目前6~9片是比較常見(jiàn)的。

9、遮光罩:

遮光罩是套在照相機(jī)鏡頭前的常用攝影附件,有金屬、硬塑、軟膠等多種材質(zhì)。它的作用有以下幾點(diǎn):

1.在逆光、側(cè)光或閃光燈攝影時(shí),能防止非成象光的進(jìn)入,避免霧靄。

2.在順光和側(cè)光攝影時(shí),可以避免周圍的散射光進(jìn)入鏡頭。

3.在燈光攝影或夜間攝影時(shí),可以避免周圍的干擾光進(jìn)入鏡頭。

4.可以防止對(duì)鏡頭的意外損傷,也可以避免手指誤觸鏡頭表面,還能在某種程度上為鏡頭遮擋風(fēng)沙、雨雪。

遮光罩廣泛用于逆光攝影,一般說(shuō)來(lái)可以避免眩光。但是,如果光源距離近,仍有可能發(fā)生眩光現(xiàn)象。此時(shí),可以用手在光源所在的一側(cè)遮擋遮光罩。眩光是否消除,要從取景器里觀察清楚。一般來(lái)說(shuō),鏡頭都會(huì)標(biāo)配遮光罩的,不過(guò)不同的鏡頭所配的遮光罩也是不同的,并且許多產(chǎn)品之間是不能相互換用的。

10、光圈:

光圈是一個(gè)用來(lái)控制光線透過(guò)鏡頭,進(jìn)入機(jī)身內(nèi)感光面的光量的裝置,它通常是在鏡頭內(nèi)。表達(dá)光圈大小我們是用F值。光圈F值 = 鏡頭的焦距 / 鏡頭口徑的直徑,從以上的公式可知要達(dá)到相同的光圈F值,長(zhǎng)焦距鏡頭的口徑要比短焦距鏡頭的口徑大。完整的光圈值系列如下: F1, F1.4, F2, F2.8, F4, F5.6, F8, F11, F16, F22, F32, F44, F64 。這里值得一提的是光圈F值愈小,在同一單位時(shí)間內(nèi)的進(jìn)光量便愈多,而且上一級(jí)的進(jìn)光量剛是下一級(jí)的一倍,例如光圈從F8調(diào)整到F5.6,進(jìn)光量便多一倍,我們也說(shuō)光圈開(kāi)大了一級(jí)。

11、廣角鏡頭:

廣角鏡頭是一種焦距短于標(biāo)準(zhǔn)鏡頭、視角大于標(biāo)準(zhǔn)鏡頭、焦距長(zhǎng)于魚(yú)眼鏡頭、視角小于魚(yú)眼鏡頭的攝影鏡頭。廣角鏡頭又分為普通廣角鏡頭和超廣角鏡頭兩種。135照相機(jī)普通廣角鏡頭的焦距一般為38-24毫米,視角為60-84度;超廣角鏡頭的焦距為20-13毫米,視角為94-118度。由于廣角鏡頭的焦距短,視角大,在較短的拍攝距離范圍內(nèi),能拍攝到較大面積的景物。

12、DAC

即數(shù)/模轉(zhuǎn)換器,一種將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的裝置。DAC的位數(shù)越高,信號(hào)失真就越小,圖像也更清晰穩(wěn)定。

13、AVI

AVI是將語(yǔ)音和影像同步組合在一起的文件格式。它對(duì)視頻文件采用了一種有損壓縮方式,但壓縮比較高,因此盡管畫面質(zhì)量不是太好,但其應(yīng)用范圍仍然非常廣泛。AVI支持256色和RLE壓縮。AVI信息主要應(yīng)用在多媒體光盤上,用來(lái)保存電視、電影等各種影像信息。

14、RGB顏色空間

對(duì)一種顏色進(jìn)行編碼的方法統(tǒng)稱為“顏色空間”或“色域”。用最簡(jiǎn)單的話說(shuō),世界上任何一種顏色的“顏色空間”都可定義成一個(gè)固定的數(shù)字或變量。RGB(紅、綠、藍(lán))只是眾多顏色空間的一種。采用這種編碼方法,每種顏色都可用三個(gè)變量來(lái)表示—-紅色、綠色以及藍(lán)色的強(qiáng)度。記錄及顯示彩色圖像時(shí),RGB是最常見(jiàn)的一種方案。但是,它缺乏與早期黑白顯示系統(tǒng)的良好兼容性。因此,許多電子電器廠商普遍采用的做法是,將RGB轉(zhuǎn)換成YUV顏色空間,以維持兼容;再根據(jù)需要轉(zhuǎn)換回RGB格式,以便在電腦顯示器上顯示彩色圖形。

15、YUV色彩系統(tǒng)

YUV(亦稱YcrCb)是被歐洲電視系統(tǒng)所采用的一種顏色編碼方法(屬于PAL)。YUV主要用于優(yōu)化彩色視頻信號(hào)的傳輸,使其向后兼容老式黑白電視。與RGB視頻信號(hào)傳輸相比,它最大的優(yōu)點(diǎn)在于只需占用極少的帶寬(RGB要求三個(gè)獨(dú)立的視頻信號(hào)同時(shí)傳輸)。其中“Y”表示明亮度(1uminance或 Luma),也就是灰階值;而“U”和“V”表示的則是色度(Chrominance Chroma),作用是描述影像色彩及飽和度,用于指定像素的顏色。“亮度”是通過(guò)RGB輸入信號(hào)來(lái)創(chuàng)建的,方法是將RGB信號(hào)的特定部分疊加到一起?!吧取眲t定義了顏色的兩個(gè)方面—-色調(diào)與飽和度,分別用Cr和CB來(lái)表示。其中,Cr反映了GB輸入信號(hào)紅色部分與RGB信號(hào)亮度值之間的差異。而CB反映的是RGB輸入信號(hào)藍(lán)色部分與RGB信號(hào)亮度值之間的差異。


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