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機器視覺常見的術語

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構。早期的鏡頭都是由單片凸透鏡所構成。因為清晰度不佳,又會產生色像差,而漸被改良成復式透鏡,即以多片凹凸透鏡的組合,來糾正各種像差或色差,并且借著鏡頭的加膜(coating)處理,增加進光量,減少耀光,使影像的素質大大的提高。一般而言,攝影用的透鏡均為聚焦透鏡,依照光學原理、由遠處而來的光線穿過具有聚焦作用的透鏡后,會全部聚焦于一點,這一點即焦點。而從焦點到鏡頭的中心點之距離即稱焦距。在相機上,鏡頭的中心點通常都位于光圈處,而焦點位于焦點平面上(即膠卷面)。故相機的焦距為鏡頭對焦在無限遠時,光圈到膠卷間的距離。鏡頭的種類(根據應用場合分類)

· 廣角鏡頭:視角90度以上,觀察范圍較大,近處圖像有變形。

· 標準鏡頭:視角30度左右,使用范圍較廣。

· 長焦鏡頭:視角20度以內,焦距可達幾十毫米或上百毫米。

· 變焦鏡頭:鏡頭焦距連續可變,焦距可以從廣角變到長焦,焦距越長成像越大。

· 針孔鏡頭:用于隱蔽觀察,經常被安裝在如天花板或墻壁等地方。

2、鏡頭結構:

鏡頭結構可以理解為鏡頭的構造,其主要是由鏡片構成的。目前任何一款相機的鏡頭都不可能是由一塊鏡片組成,標準鏡頭和功能型附加鏡頭都是如此。一個鏡頭往往是由多塊鏡片構成,根據需要這些鏡片又會組成小組,從而把要拍攝的對象盡可能清晰、準確的還原。

鏡頭的結構主要指的是構成鏡頭的鏡片數目情況。由于不同廠商、不同產品采用的技術是不同的,因此絕不能簡單的認為鏡片的數目多好還是數目少好。不同鏡頭的鏡片數目是用數字標識的,可謂一目了然。比如“佳能 EF28-105/3.5-4.5U”,標識為12組15片,這也就是說,這款鏡頭共

有15片鏡片,這15片鏡片又分為12個鏡頭組,有的為1片成組,有的為兩片成組,以實現不同的功能。

除了鏡片的數目之外,鏡頭的材質也是鏡頭結構的一個重要的技術指標。目前鏡頭的材質一般可以分為兩類:玻璃和塑料。這兩種材質是和鏡頭生產商所采用的技術和特點有關的,兩種材質并無優劣之分。當然兩種材質的鏡頭也都有各自的特點:比如玻璃鏡頭穩重、塑料鏡頭輕巧。在市場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:

當某一物體聚焦清晰時,從該物體前面的某一段距離到其后面的某一段距離內的所有景物也是清晰的。焦點相當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,那么離焦點遠的景物也能夠清晰,而景深淺,離焦點遠的景物就模糊。

4、焦距:

從光學原理來講焦距就是從焦點到透鏡中心的距離。對于鏡頭來說,焦距有著非常重要的意義。焦距長短與成像大小成正比,焦距越長成像越大,焦距越短成像越小。鏡頭焦距長短與視角大小成反比,焦距越長視角越小,焦距越短視角越大。焦距長短與景深成反比,焦距越長景深越小,焦距越短景深越大。焦距長短與透視感的強弱成反比,焦距越長透視感越弱,焦距越短透視感越強。焦距長短與反差成反比,焦距越長反差越小,焦距越短反差越大。

5、對焦距離:

對焦距離越遠景深越深,對焦距離越近景深越淺。因此在拍攝遠景時應該選擇較大對焦距離的鏡頭,而在拍攝近景時則應該使用較小對焦距離的產品。鏡頭對焦距離是用cm(厘米)表示的,可謂一目了然。

6、濾鏡口徑:

相機鏡頭口的螺紋就是用來接各種濾鏡以及外掛鏡頭的。不過,不同型號相機的螺紋直徑是不一樣,這圈螺紋口徑就叫做濾鏡口徑。購買鏡頭時一定要注意核對,相機的濾鏡口徑和所買鏡頭的濾鏡口徑是否一致,只有兩個一致才能夠直接連接。當然如果不一致也沒有關系,可以通過轉接環來轉換濾鏡口徑。把轉接環安裝在鏡頭上,再把外掛鏡頭安裝在轉接環上就可以了。

7、視角:

鏡頭中心點到成像平面對角線兩端所形成的夾角就是鏡頭視角,對于相同的成像面積,鏡頭焦距越短,其視角就越大。對于鏡頭來說,視角主要是指它可以實現的視角范圍,當焦距變短時視角就變大了,可以拍出更寬的范圍,但這樣會影響較遠拍攝對象的清晰度。當焦距變長時,視角就變小了,可以使較遠的物體變得清晰,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鏡頭的調整能夠改變拍攝對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。如果產品標識為1:4,則表示通過該款鏡頭,最多可以放大4倍。

光圈葉片數:

相機鏡頭光圈的大小是通過鏡頭內葉片的變化來調整的。光圈葉片數就是指鏡頭內用來調整光圈的葉片數量。一般來說,數量越多,在光圈的調整時也就能實現更高的精度,目前6~9片是比較常見的。

9、遮光罩:

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

1.在逆光、側光或閃光燈攝影時,能防止非成象光的進入,避免霧靄。

2.在順光和側光攝影時,可以避免周圍的散射光進入鏡頭。

3.在燈光攝影或夜間攝影時,可以避免周圍的干擾光進入鏡頭。

4.可以防止對鏡頭的意外損傷,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沙、雨雪。

遮光罩廣泛用于逆光攝影,一般說來可以避免眩光。但是,如果光源距離近,仍有可能發生眩光現象。此時,可以用手在光源所在的一側遮擋遮光罩。眩光是否消除,要從取景器里觀察清楚。一般來說,鏡頭都會標配遮光罩的,不過不同的鏡頭所配的遮光罩也是不同的,并且許多產品之間是不能相互換用的。

10、光圈:

光圈是一個用來控制光線透過鏡頭,進入機身內感光面的光量的裝置,它通常是在鏡頭內。表達光圈大小我們是用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到相同的光圈F值,長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,在同一單位時間內的進光量便愈多,而且上一級的進光量剛是下一級的一倍,例如光圈從F8調整到F5.6,進光量便多一倍,我們也說光圈開大了一級。

11、廣角鏡頭:

廣角鏡頭是一種焦距短于標準鏡頭、視角大于標準鏡頭、焦距長于魚眼鏡頭、視角小于魚眼鏡頭的攝影鏡頭。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,能拍攝到較大面積的景物。

12、DAC

即數/模轉換器,一種將數字信號轉換成模擬信號的裝置。DAC的位數越高,信號失真就越小,圖像也更清晰穩定。

13、AVI

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

14、RGB顏色空間

對一種顏色進行編碼的方法統稱為“顏色空間”或“色域”。用最簡單的話說,世界上任何一種顏色的“顏色空間”都可定義成一個固定的數字或變量。RGB(紅、綠、藍)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變量來表示—-紅色、綠色以及藍色的強度。記錄及顯示彩色圖像時,RGB是最常見的一種方案。但是,它缺乏與早期黑白顯示系統的良好兼容性。因此,許多電子電器廠商普遍采用的做法是,將RGB轉換成YUV顏色空間,以維持兼容;再根據需要轉換回RGB格式,以便在電腦顯示器上顯示彩色圖形。

15、YUV色彩系統

YUV(亦稱YcrCb)是被歐洲電視系統所采用的一種顏色編碼方法(屬于PAL)。YUV主要用于優化彩色視頻信號的傳輸,使其向后兼容老式黑白電視。與RGB視頻信號傳輸相比,它最大的優點在于只需占用極少的帶寬(RGB要求三個獨立的視頻信號同時傳輸)。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RGB輸入信號來創建的,方法是將RGB信號的特定部分疊加到一起。“色度”則定義了顏色的兩個方面—-色調與飽和度,分別用Cr和CB來表示。其中,Cr反映了GB輸入信號紅色部分與RGB信號亮度值之間的差異。而CB反映的是RGB輸入信號藍色部分與RGB信號亮度值之間的差異。


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