机器视觉系统的参数

一个机器视觉系统有着很多参数，这些参数都影响着视觉系统的性能，那么都有哪些参数呢，它们如何分类呢，又是如何在视觉系统的图像处理各个阶段发挥自己的影响力的呢？下面这篇文章向我们阐述了视觉系统参数，千万不要忽略视觉系统中任何一个参数，有时候它会起到举足轻重的作用。
视觉系统的一个特征是它们的很多操作是由控制图像处理的参数指示的。参数也许很难被编码到应用软件中，或它们可能会被终端用户(在安全允许情况下)改动。这篇文章阐述了参数在概念上的三种分类，但是这绝不是实际中的，它们分别作用在图像处理操作中三个不同的阶段。
这三类参数是：
1.        外部参数；
2.        内部参数；
3.        产品参数。

外部参数是在视觉系统操作中在外部影响图像处理的因素。举个例子，在测量实际物理单元中，视场中的像素尺寸的尺度因素就是一个外部参数。
内部参数就是那些在图像处理中内部使用的参数。举个例子，控制一个卷积的滤波效果的卷积核系数就是内部参数。
产品参数就是不同的产品在生产中随时可变的因素。举个例子，当检测不同尺寸的产品时，对于测量的剔废(pass/fail)标准是变化的，这就是一个产品因素。
这篇文章的目的在于视觉系统用户往往需要通过调整参数来重建或改进视觉系统性能。在不平常的情况下，这些变化就是重新洞悉在特殊应用中视觉处理怎样能工作的更好的结果。但是他们总是在非不得已的停工期不顾一切地尝试去纠正一个缺点。
如果一个视觉系统在一个时期工作的很好，但是不能维持同样的性能，问题很可能就是在没有理解潜在变化的情况下改变参数时产生。在对连续学习视觉系统几乎不报任何期望的情况下，视觉系统不会改变它们的参数；引起性能下降的改变对于图像处理来说是外部的。在这种方式有过修改参数历史的任何系统通常会出现严重降级，并且需要重建参数来维持去纠正导致性能下降的问题。
参数概念上的架构如图1所示。
 
                                    图1  视觉系统中三种参数作用过程
 
外部参数
外部参数是指那些在视觉系统中作用于图像处理的外部因素。它们的原理特征是它们是一个标定过程的集合。在一个视觉系统中会被用到的外部参数例子有：
※      空间分辨率或尺度因素(比如，每像素多少毫米)
※      平场(flat field)校正参数(比如，每像素增益和补偿)
※      白平衡或彩色平衡
※      扭曲校正参数
※      曝光延时时间(Ejector delay time)

在概念上，视觉系统从相机输入一幅原始图像，然后应用外部参数去创建一幅标定后的图像。在实际中，这只有部分是正确的。举个例子，尺度因素通常是在当图像处理序列中特征被提取处理出来以后才被应用。当然，与曝光延迟时间相关的任何操作将被输出使用。但是，像场曲校正、白平衡或彩色平衡、扭曲校正这些因素很可能被直接应用于原始图像来生成一幅标定后的图像。

内部参数
内部参数是那些视觉系统工程师用来调整以确保最好的整体性能的集合因素。它们不能被终端用户改变。如果它们被改变了，视觉系统操作需要重新被合法化。
对于任一个视觉系统来说内部参数的范围都很大，甚至能列出很长。
其中的概念是内部参数影响着视觉系统的操作，但是通常情况下不是它的程序序列，在采用标定后的图像和提取需求的特征上做一个选择。

产品参数
 产品参数就是那些针对每视觉系统成像的每一个产品，控制其视觉系统的行为。最明显的产品参数是那些决定产品是被接收或拒绝的标准和仅仅受到特征数据翻译影响的因素。但是，在更复杂的视觉系统中，产品参数可能会影响视觉系统操作的其它部分。比如以下这些例子：
★      在多个相机的视觉系统中，他们可能选择那些用于指定产品的相机；
★      在多个照明源的视觉系统中，他们选择用于指定产品的那个光源；；
★      决定尺寸和窗口位置来控制图像处理的焦距

总结
这里有三类机器视觉参数。
参数 产品 内部 外部
特殊的 单个产品 图像处理 物理安装
由谁改变 授权的终端用户 视觉系统工程师 维护技术员
影响系统有效的变化 没必要 是 否
维持 不变化 不变化 可能变化
产品变化 变化 不变化 不变化
在尝试迅速恢复一个视觉系统时，上面三类视觉系统参数都不应该随意改变。如果要改变，即需要估计改变带来的现实问题，还有导致系统性能下降的所有可能性