双远心工业镜头的原理简述
近年来，经常做机器视觉精密测量的公司就会听到一些比较新的名词，如双侧远心、单侧远心、物方远心、像方远心等等这些以前并不是经常被提起的光学概念，让人一头雾水，不知如何理解，收集到的资料往往也都是专业化程度高不容易理解，今天从实际应用角度出发来简述双远心工业镜头的相关原理。
凸透镜成像原理
特性一：所有经过光心的光不改变其传播方向
特性二：凸透镜对平行光有汇聚作用，镜头的成像即利用这一点
双远心镜头成像原理
原理：通过在镜头中间放置光阑，使得进出镜头的光线均为平行光，其他光线被光阑遮挡，无法到达成像芯片，各看一侧分别是物方远心、像方远心镜头。物方解决景深问题，像方解决放大倍率变化问题。
双远心镜头解决的问题
分辨率问题：普通工业镜头分辨率跟不上芯片分辨率提高的脚步，其受制于其光学成像的原理，最好的也只能做到10um左右,最多可配合1000W像素的相机使用，满足不了现在高分辨率相机和高精度测量检测的要求。
景深问题：普通镜头的景深比较小，当需要测量的物体在镜头纵深方向超出其范围，检测或测量无法进行。
放大倍率问题：放大倍率随作距离变化而发生变化。当我们的视觉系统被用来执行精密测量任务时，这一特性会导致不可容忍的误差。
FAQ&答疑
Q：为什么双远心镜头的体积通常比较大
· A：因为双远心镜头是平行光进出，所以需要多大拍摄面积，就需要多大面积的平行光进入，因此就需要多大面积的镜筒，所以双远心镜头体积通常都比较大，而且视场越大，体积越大。
·Q：双远心镜头怎样选型？
· A：主要注意以下几点：视场范围，兼容的CCD靶面，接口类型等满足要求，其他的如工作距离，景深范围，外形尺寸等只要不影响使用就可以。
·Q：双远心镜头配合什么样的光源效果比较好？
· A：由于远心镜头只接受平行光，滤除了几乎所有的漫反射光源，所以在自然环境下成像比较暗，所以选用平行光源能够最大限度的发挥双远心镜头的优势，使被测物体边缘清晰、稳定，并有效去除检测过程中的噪声。
远心镜头较普通镜头优势
远心镜头（Telecentric），主要是为纠正传统镜头的视差而特殊设计的镜头，它可以在一定的物距范围内，使得到的图像放大倍率不会随物距的变化而变化，这对被测物不在同一物面上的情况是非常重要的应用。
远心镜头的分类主要有以下三种：
1. 物方远心镜头
物方远心镜头是将孔径光阑放置在光学系统的像方焦平面上，当孔径光阑放在像方焦平面上时，即使物距发生改变，像距也发生改变，但像高并没有发生改变，即测得的物体尺寸不会变化。物方远心镜头用于工业精密测量，畸变极小，高性能的可以达到无畸变。
2.像方远心镜头
像方远心镜头，通过在物方焦平面上放置孔径光阑，使像方主光线平行于光轴，从而虽然CCD芯片的安装位置有改变，在CCD芯片上投影成像大小不变。
像方远心镜头的优点是，使相机的芯片获得均匀的光线，因为只有平行于光轴的光线才能入射在CCD/CMOS芯片前面的微型镜片上，从而使图像不会出现阴影。
3.两侧远心镜头
此镜头兼于上面两种镜头的优点。在工业图像处理/机器视觉中，一般只使用物方远心镜头。偶尔也有使用两侧远心镜头的，（当然价格更高）。而在工业图像处理/机器视觉这个领域里，像方远心镜头一般来说不会起作用的，因此这个行业基本是不用它的。
普通工业镜头目标物体越靠近镜头(工作距离越短)，所成的像就越大。在使
用普通镜头进行尺寸测量时，会存在如下问题：
1.由于被测量物体不在同一个测量平面，而造成放大倍率的不同；
2.镜头畸变大；
3.视差，也就是当物距变大时，对物体的放大倍数也改变；
4.镜头的解析度不高；
5.由于视觉光源的几何特性，而造成的图像边缘位置的不确定性。
远心镜头可以有效解决普通镜头存在的上述问题，而且没有此性质的判读误差，因此可用在高精度测量、度量计量等方面。远心镜头是一种高端的机器视觉镜头，通常有比较出众的像质，特别适合于尺寸测量的应用。
无论何处，在特定的工作距离，重新调焦后会有相同的放大倍率，因为远心镜头的最大视场范围直接与镜头的光栏接近程度有关，镜头尺寸越大，需要的视场就越大。远心测量镜头能提供优越的影像质素，畸变比传统定焦镜头小，这种光学设计令影像面更对称，可配合软件进行精密测量。
普通镜头优点：成本低，实用，用途广。
缺点：放大倍率会有变化，有视差。
应用：大物体成像。
远心镜头优点：放大倍数恒定，不随景深变化而变化，无视差。
缺点：成本高，尺寸大，重量重。
应用：度量衡方面，基于CCD方面的测量，微晶学。
远心镜头详细教程
放大倍率稳定性
在测量应用中，经常需要用到物体的正交视图（即没有物侧成像），以便执行正确的线性测量。
此外，许多机械部件无法精确定位（例如，由于振动），或者必须在不同的深度或甚至更糟的情况下进行测量时，物体的厚度（进而物体表面的位置）可能会发生变化；然而即便如此，软件工程师依然需要成像尺寸与实际尺寸之间的完美对应。
普通镜头在不同的共轭位置呈现不同的放大倍率：因此，当物体移动时，其图像大小的变化与物体到镜头的距离几乎成正比。任何人都可以在日常生活中轻松体验到这一点，例如使用配备有标准摄影镜头的相机拍照时。
当改变物体到镜头的距离（图中标记为“s”）时，标准镜头会产生不同大小的图像。
另一方面，当具有相同视角时，不同大小的物体看起来具有相同的尺寸。
左：分别使用标准镜头（顶部）和远心镜头（底部）拍摄的圆柱形物体的内花键。
右：分别使用标准镜头（顶部）和远心镜头（底部）拍摄的两个完全相同的机器螺丝（间隔100 mm）。
当物体保持在一定的范围内时，远心镜头获得的图像尺寸不会随物体位移而发生变化，这一范围通常被称为“景深”或“远心范围”。
这是由于光线在光学系统内的特定路径而产生的：只有重心线（或“主光线”）平行于光机主轴时，才能被物镜捕获到。因此，前端镜头的直径至少要与物方视场对角线一样大。
这种光学行为通过将孔径光阑精确定位于前方光学组的焦平面上而获得：入射光瞄准看似来自于无限远处的入射光瞳。“telecentric”（远心的）这个词语来源于“tele”（古希腊语中的意思是“远的”）和“centre”（中心）（指的是瞳孔孔径——光学系统的实际中心）。
在远心光学系统中，光线只能通过平行于光轴的路径进入光学器件。
为了感受两种不同物镜的区别，我们设想一个标准镜头，焦距f = 12 mm，衔接一个1/3"的探测器，面对一个高度H = 20 mm、距离s = 200 mm的物体。
假设物体位移ds = 1mm，其尺寸的变化将大约为：
dH = (ds/s) · H = (1/200) · 20 mm = 0.1 mm
对于一个远心镜头，放大倍率的变化取决于“远心斜率”：好的远心镜头具有约为0.1°（0.0017弧度）的有效远心斜率θ；这意味着，物体位移ds为 1 mm时，其尺寸只会改变
dH = ds · theta= 1 · 0.0017 mm = 0.0017 mm
因此，相比于标准镜头，远心镜头放大倍率的误差减少到1/10至1/100。
远心斜率决定放大倍率的变化。
“远心范围”或“远心深度”的概念通常被解释为放大倍数保持不变的景深范围。这个解释的误导之处在于它意味着剩余空间是“非远心的”，尽管这个参数总与处于相同范围内的镜头产生的最大测量误差有关。一个更重要的参数是“远心斜率”（以上称为“θ”）或“远心度”。该角度定义了由于物体位移产生的测量误差，无论被测物体放置在何处：由于主光线“沿直线传播”，此误差显然与空间无关。
为了收集远心光线，远心镜头前方的光学组件必须至少与物体的最大尺寸一样大；因此，相比于普通光学镜头，远心镜头更大、更重，因此也更加昂贵。
低畸变
畸变是限制测量精度最严重的问题之一：即使性能最好的光学器件也会不同程度地受到畸变的影响，通常即使实际图像与预期图像仅有单个像素的区别，也可能成为严重的畸变。
简单来讲，畸变被定义为像点距图像中心的距离与无畸变图像上这一相同距离的百分比差值；它可以被看作物体的成像尺寸与其真实尺寸的偏差。例如，如果一个图像上的一点距其中心198个像素，而无畸变时该点距图像中心200个像素，则在这一点上的径向畸变将为：
畸变= (198 - 200) / 200 = -2/200 = 1%
正径向畸变也被称为“枕形”畸变，而负径向畸变则被称为“桶形”畸变：应当注意的是畸变取决于径向位置，并可以改变正负。畸变也可以视为一个从真实世界到由镜头创建的虚拟空间的二维几何变换；由于这种变换不是完全线性的，而是接近2阶或3阶的多项式，因此图像会稍有拉伸和变形。
普通光学器件的畸变值会从几个百分比到数几十个百分比不等，要获得精确测量非常困难；当使用非远心镜头时情况更糟。大多数机器视觉光学器件最初是针对视频监控或摄影应用而开发出来的，因此相关畸变值通常被认为是可以接受的，因为人眼可以补偿高达1 - 2%的畸变误差。在某些情况下，如鱼眼镜头或网络摄像头镜头，会特意引入畸变以使镜头可以在大角度下工作，同时也可以为探测器提供均匀照明（在这些情况下畸变有助于减少余弦四次方定律效应）。
高质量的远心镜头通常具有非常低的畸变度，其值在0.1%之内；尽管这个值看起来非常小，但由其导致的测量误差会接近于高分辨率相机一个像素的大小。出于这个原因，在大多数应用中，畸变需要使用软件来校准：将一个精细图案（其几何精度必须至少为所需测量精度的十倍）放置在景深中心；然后在几个像点处计算出畸变，根据这些数据，软件算法可以将原始图像转换成无畸变图像。
很少有人知道，畸变不仅取决于光学器件本身，还与被测物体的距离有关；因此，严格遵守额定工作距离是非常重要的。
我们建议将镜头与被测物体进行精密的垂直校准，这样可以避免非同轴对称畸变效应。梯形畸变（也称为“梯形”或“薄棱镜”效应）是光学检测系统中另一个需要最小化的重要参数，因为它是非对称的，且很难通过软件进行校准。由于机械游隙或光学元件偏离中心，镜头对焦机构也会引入一些对称或非对称的畸变效应。
Left: “pincushion” type distortion
Right: “barrel” type distortion
左边的图片是用一个远心镜头拍摄的畸变图案，未出现径向或梯形畸变。
中间的图片是同一图案的另一拍摄结果，但显示出明显的径向畸变。右边则是梯形畸变的例子。
透视误差限制
当使用普通的光学器件对三维物体（非完全平坦的物体）成像时，远处物体看起来会比近处物体更小。因此，对一个圆柱空腔成像时，其顶冠和底冠边缘会呈现为两个同心圆，尽管实际上这两个圆是完全相同的。
相反，在使用远心镜头时，两个冠边缘是完全重叠的，底冠边缘因而被完全遮挡。
这种效应取决于光线的特定路径：在使用普通光学器件时，“平行”于主光轴的各种几何信息在探测器平面方向上也会具有分量，而使用远心镜头时完全没有这种垂直分量。
可以将一个普通镜头描述为一个数学函数，该函数建立起一个三维物体空间与二维探测器（图像）空间之间的对应关系，而远心镜头则建立一个二维——二维的对应关系，它不会展示被测物体的第三维度，因此成为剖面成像和尺寸测量的完美组件。
普通的光学器件会产生明显的图像透视误差（左图）。
远心镜头能够消除所有的透视效应（右图）。
普通光学器件（左）将纵向几何信息投射到探测器上，而远心镜头没有。
较好的图像分辨率
图像分辨率一般以量化相机探测器平面既有空间频率对比度的CTF（对比传递函数）来衡量，单位为lp/mm（每毫米线对数）。
机器视觉集成商往往倾向于将具有大量小像素的相机与低像素、低分辨率镜头结合使用，导致生成的图像模糊；而我公司提供的远心镜头分辨率高，可配合像素尺寸极小的高分辨率相机使用，从而提高测量分辨率。
不同CTF级别的光学器件所摄的标准美国空军分辨率测试图之间有明显的差异。
不存在边缘位置不确定性
逆光拍摄物体时，往往很难确定其边缘的确切位置。因为在黑暗的背景下，物体边缘的亮像素往往会与暗像素重叠。此外，如果物体具有高度的三维形状，边界效应也会进一步限制测量精度；如下图所示，光线以一定的入射角掠过物体边缘，被其表面反射后依然会被镜头捕获。镜头由此会认为这些光线来自物体后方；结果部分图像片段可能消失，使得测量非常不精确且不稳定。
如果使用远心镜头，则会大大减少普通成像镜头存在的边界效应。
使用远心镜头可以有效限制这种效应：如果瞳孔孔径足够小，那么可以进入镜头的唯一反射光将是那些近于平行主光轴的光线。
由于这些光线受到非常小的偏差影响，因此物体表面对其的反射不会损害测量精度。
想要完全解决这些问题，可以将准直（也称为“远心”）照明器连接到远心镜头，并利用平行光源发散度处理好镜头孔径与视场的匹配。这样一来，来自照明器的所有光均由镜头收集并传送给探测器，同时可实现极高的信噪比和难以置信的低曝光时间。另一方面，只有“预期的”光线进入成像镜头，这样就不会出现边界问题了。
准直（远心）照明仅将预期光线投射到成像系统中。
双远心镜头的优势
1. 更好的放大倍率稳定性
标准远心镜头接收光轴平行于主光轴的光锥进入；如果镜头只是在物空间
具有远心性，穿过光学系统的光锥根据不同的场位从不同角度到达探测器。此外，由于入射远心光线在像空间是非远心的，光学波前完全非对称。因此，光锥在探测器平面上产生的光斑，在像空间会全方位地发生形状和大小上的改变（点分布函数变为非对称的，小圆斑变大且当从图像中心向边界移动时变成椭圆形）。
更糟糕的是，当被测物体发生位移时，来自一特定场点的光线会产生一个光斑，该光斑在像平面上来回移动，从而引起放大倍率的明显变化。因此，非双远心镜头表现出较低的放大倍率稳定性，尽管只有在物空间测量时其远心度可能很好。
双远心镜头在物空间和像空间兼具远心性，这意味着主光线不仅在进入镜头时是平行的，在出射时也是平行的。这一特性对解决单远心镜头的所有精度问题（比如点扩散函数不均匀性及缺少整个景深的放大倍率稳定性）是至关重要的。
在非像空间中，远心镜头（左）的光锥从不同角度到达探测器；而双远心镜头（右）的光锥以一种与场位无关的方式平行到达图像传感器。此外，远心镜头中主光线的截距不随景深变化。
2. 更大的景深
景深是物体从最佳焦点位置偏移的最大可接受值。超过这一值，图像分辨率就变得很差，因为来自物体的光线不能在探测器上产生足够小的光斑：光线携带的几何信息分布在太多的图像像素上而产生了模糊效应。景深基本上取决于光学器件的F值，该值与镜头光圈直径成反比：f值越高景深越大，二者拟线性相关。增大F值会降低光锥的发散度，从而允许较小的光斑在探测器上形成；但是F值增大到一定值时会引起衍射效应，从而限制了最大可达到的分辨率。
当拍摄很厚的物体时，双远心度在获得良好图像对比度方面很有优势：光学系统的对称性以及光线的平行性促使图像光斑保持对称性，这样可以降低模糊效应。这使得双远心光学器件的景深比非双远心的大20-30%。
厚物体在其整个纵深上的成像。
3. 均匀的探测器照明
双远心镜头拥有非常均匀的探测器照明，这在多个应用中都十分有用，比如LCD、纺织和印刷质量控制。
当双色向滤光镜不得不集成在光路中用以光度和辐射测量时，双远心度确保了光线扇面轴垂直于滤光镜表面，从而在整个探测器表面保持了光学带通。
一个双远心镜头连接了一个可调滤波器，用以执行高分辨色彩测量。倘若被测物体也被均匀照射，像侧远心度会保证光学带通在整个滤波器表面都是均匀的，并提供均匀的探测器照明。
什么情况下应使用远心镜头
When a thick object (thickness > 1/10 FOV diagonal) must be measured
When different measurements on different object planes must be carried out When the object-to-lens distance is not exactly known or cannot be predicted When holes must be inspected or measured
When the profile of a piece must be extracted
When the image brightness must be very even
When a directional illumination and a directional “point of view” are required.
工业镜头是机器视觉采集系统的重要组成部分，远心镜头是镜头大家族中相对年轻的成员，并且正以其独特的性能，成为最善良的明星。但是，也因为远心镜头被引入时间比较短，其很多特性还未广泛的为人们所熟知，本文即是本着向大家介绍远心镜头基础知识的原则，从远心镜头的原理，应用范围，选型方法三个方面，对其进行综合阐述，揭秘光在远心系统里经历的神秘的艺术之旅。 第一部分：远心镜头的原理说明 首先，我们从非远心镜头的几个问题说起。第一个问题，一般镜头在成像过程中，当工作距离发生变化时，其所成图像大小会相应的发生变化，造成的结果就是同一个焦距的镜头，对应不同的物距，将会有不同的放大倍率，这一现象跟人类视觉系统的近大远小视觉差类似。这一问题在某些应用场合是可以被忽略甚至加以利用的，但是当我们的视觉系统被用来执行精密测量任务时，这一特性则会成为极大的阻碍。第二个问题，普通的镜头都存在一定范围的景深，当被测物体不在镜头的景深范围内时，图像就会变得模糊，无法清晰聚焦，为此，设计师们在普通镜头上设计了调焦环，当工作距离发生变化时，可以通过调节对焦面来看清楚感兴趣的区域。问题是，如果被测物体本身的深度超出了一定范围，镜头始终没办法同时看清首尾两端，这个问题，必须通过其他的途径来解决。第三个问题，随着现在成像芯片分辨率的不断提高，用户对测量精度的要求也越来越苛刻，普通的镜头受制于其光学成像的原理，最好的也只能做到10um左右，视觉检测领域需要精度更高的成像产品。 双远心镜头即是为了解决这些问题应运而生的。双远心镜头通过在光学系统的中间位置放置孔径光阑，使主光线一定通过孔径中心点，则物体侧和成像侧的主光线一定平行于光轴进入镜头。入射平行光保证了足够大的景深范围，从镜头出来的平行光则保证了即是工作距离在景深范围内发生大幅度变化，成像的高度也就是放大倍率不会发生变化。 第二部分：远心镜头使用范围 什么情况下应该选用远心镜头呢?根据笔者多年从事机器视觉产品选型的经验，再次给读者一些参考，如下情况，建议选用双远心镜头。 1)当被检测物体厚度较大，需要检测不止一个平面时，典型应用如食品盒，饮料瓶等。 2)当被测物体的摆放位置不确定，可能跟镜头成一定角度时。 3)当被测物体在被检测过程中上下跳动，如生产线上下震动导致工作距离发生变化时。 4)当被测物体带孔径、或是三维立体物体时。
双远心工业镜头的原理简述 近年来，经常做机器视觉精密测量的公司就会听到一些比较新的名词，如双侧远心、单侧远心、物方远心、像方远心等等这些以前并不是经常被提起的光学概念，让人一头雾水，不知如何理解，收集到的资料往往也都是专业化程度高不容易理解，今天就让维视图像从实际应用角度出发来简述双远心工业镜头的相关原理。 凸透镜成像原理 特性一：所有经过光心的光不改变其传播方向 特性二：凸透镜对平行光有汇聚作用，镜头的成像即利用这一点 双远心镜头成像原理 原理：通过在镜头中间放置光阑，使得进出镜头的光线均为平行光，其他光线被光阑遮挡，无法到达成像芯片 各看一侧分别是物方远心、像方远心镜头。物方解决景深问题，像方解决放大倍率变化问题。 双远心镜头解决的问题 分辨率问题：普通工业镜头分辨率跟不上芯片分辨率提高的脚步，其受制于其光学成像的原理，最好的也只能做到10um左右,最多可配合1000W像素的相机使用，满足不了现在高分辨率相机和高精度测量检测的要求。 景深问题：普通镜头的景深比较小，当需要测量的物体在镜头纵深方向超出其范围，检测或测量无法进行。
放大倍率问题：放大倍率随作距离变化而发生变化。当我们的视觉系统被用来执行精密测量任务时，这一特性会导致不可容忍的误差。 FAQ&答疑 ?Q：为什么双远心镜头的体积通常比较大 ?A：因为双远心镜头是平行光进出，所以需要多大拍摄面积，就需要多大面积的平行光进入，因此就需要多大面积的镜筒，所以双远心镜头体积通常都比较大，而且视场越大，体积越大。?Q：双远心镜头怎样选型？ ?A：主要注意以下几点：视场范围，兼容的CCD靶面，接口类型等满足要求，其他的如工作距离，景深范围，外形尺寸等只要不影响使用就可以。 ?Q：双远心镜头配合什么样的光源效果比较好？ ?A：由于远心镜头只接受平行光，滤除了几乎所有的漫反射光源，所以在自然环境下成像比较暗，所以选用平行光源能够最大限度的发挥双远心镜头的优势，使被测物体边缘清晰、稳定，并有效去除检测过程中的噪声。
《勇敢的心》配乐赏析 伴随着一阵悠扬的苏格兰风笛声，影片的大幕徐徐拉开，一幅壮丽的苏格兰山河景象呈现在观影者眼前，这也垫定了整部电影史诗般的基调。对英雄的崇敬、对自由的向往、对感情的刻画美妙的融合在整部电影当中，这不仅得益于精良的剧情，而且有赖于影片中张弛有度、令人动情的配乐。 《勇敢的心》跟我们讲述了一位伟大战士的故事，虽然在观影前我们未必能了解那段关于古代苏格兰战争的历史，但是在剧情和音乐的铺陈之下，不禁让我们沉醉其中、为之倾心。这部影片是根据苏格兰的真实事件改编而成的，主人公威廉·华莱士确有其人，他带有传奇色彩的英雄事迹被苏格兰人民熟知和传诵，他为贫困人民的自由而呼号，为反对压迫和正义而奋战，那一往无前的精神直至死的那一刻。光听电影的名字似乎是一部纯英雄主义的影片，但电影中也不乏缠绵悱恻的爱情与生死不离的战友之情。从电影的配乐当中运用多样的音乐形式就可以看出这一点。 《勇敢的心》配乐中给我印象最深的便是那富有民族地域风情的苏格兰风笛声，它总是能很好地烘托影片的场景和内容，刻画人物的性格和升华电影的主题。下面举几处实例加以赏析。 在烘托影片内容方面，风笛恰到好处的抒发了人物内心细腻的情感。在华莱士父亲葬礼后，众人即将离去时，参加葬礼的一小女孩转身摘下一束紫色的花，走到泪水涌出眼眶的小华莱士面前，紧抿嘴唇的小女孩那真诚可爱的模样不知带给此时正无助的小华莱士内心多大的触动。苏格兰风笛此时婉转，深情而又哀怨，父亲逝去的哀伤和两小无猜的纯真情感在风声中蔓延，
顿时激发了人们对美好人性的感怀，也点出黑暗的统治带给苏格兰人民内心的创伤。多年之后，华莱士与曾经的小女孩茉朗重逢，一见钟情，并陷入热恋之中，苏格兰风笛声在他们那珍贵的相处过程中不时的响起，歌颂着纯洁唯美的爱情，但似有些哀怨之情的风笛声的表达不仅限于此，只有自由的国度才能绽放美好的爱情，华莱士与茉朗纵情地驰骋在草原的欢乐日子毕竟是短暂的，“初夜权”这样一种为贵族享有的极其野蛮的权利是覆在青年男女心头的阴影，只有打破枷锁才能彻底获得自由，华莱士与茉朗的爱情悲剧便结于此。 在烘托影片场景方面，苏格兰风笛声也能驾驭大气的场面。当华莱士被贵族出卖后，他所坚持为平民的自由而战的努力遭到毁灭性的打击。流血牺牲并不可怕，但因为个人私欲而置民族利益于不顾的贵族们的投靠让这一场战役显得异常悲壮。蓝色忧郁的暮色之下，横七竖八地躺着死去的战士，有哀号的亲人和悲痛的战士在死尸中找寻自己的亲人。影片在渲染那种惨败的场面时，苏格兰风笛又再次响起。这时的苏格兰风笛幽怨、低沉、悲痛，完完全全地将这样一个悲惨的战败场面烘托了出来，使人感到一种莫名的惆怅和悲痛。为平民的牺牲而悲，为英雄的创伤而痛。 在《勇敢的心》长达两个多小时的背景音乐当中，苏格兰风笛声出现了15次之多，且多有不同的表现效果，不能不说它是影片配乐当中的亮点。与富有表现力的苏格兰风笛一样，影片中还有为不同场景量身打造的插曲。 例如影片结尾的那一曲《Freedom》，独到地呈现了一幕“英雄之死”。当华莱士宁受用刑之苦也不愿屈服，在使尽全身力气，张声高喊出最后一声：“自——由！”的时候。镜头切换，民众还是一片麻木的表情，秘密前来的他
机器视觉入门知识详解 随着工业4.0时代的到来，机器视觉在智能制造业领域的作用越来越重要，为了能让更多用户获取机器视觉的相关基础知识，包括机器视觉技术是如何工作的、它为什么是实现流程自动化和质量改进的正确选择等。小编为你准备了这篇机器视觉入门学习资料。 机器视觉是一门学科技术，广泛应用于生产制造检测等工业领域，用来保证产品质量，控制生产流程，感知环境等。机器视觉系统是将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。 机器视觉优势：机器视觉系统具有高效率、高度自动化的特点，可以实现很高的分辨率精度与速度。机器视觉系统与被检测对象无接触，安全可靠。人工检测与机器视觉自动检测的主要区别有：
为了更好地理解机器视觉，下面，我们来介绍在具体应用中的几种案例。 啤酒厂采用的填充液位检测系统为例来进行说明： 当每个啤酒瓶移动经过检测传感器时，检测传感器将会触发视觉系统发出频闪光，拍下啤酒瓶的照片。采集到啤酒瓶的图像并将图像保存到内存后，视觉软件将会处理或分析该图像，并根据啤酒瓶的实际填充液位发出通过-未通过响应。如果视觉系统检测到一个啤酒瓶未填充到位，即未通过检测，视觉系统将会向转向器发出信号，将该啤酒瓶从生产线上剔除。操作员可以在显示屏上查看被剔除的啤酒 瓶和持续的流程统计数据。
机器人视觉引导玩偶定位应用： 现场有两个振动盘，振动盘1作用是把玩偶振动到振动盘2中，振动盘2作用是把玩偶从反面振动为正面。该应用采用了深圳视觉龙公司VD200视觉定位系统，该系统通过判断玩偶正反面，把玩偶处于正面的坐标值通过串口发送给机器人，机器人收到坐标后运动抓取产品，当振动盘中有很多玩偶处于反面时，VD200视觉定位系统需判断反面玩偶数量，当反面玩偶数量过多时，VD200视觉系统发送指令给振动盘2把反面玩偶振成正面。 该定位系统通过玩偶表面的小孔来判断玩偶是否处于正面，计算出玩偶中心点坐标，发送给机器人。通过VD200视觉定位系统实现自动上料，大大减少人工成本，大幅提高生产效率。 视觉检测在电子元件的应用：
分析美国电影《勇敢的心》 二十世纪福克斯影片公司 1995年上映 导演：梅尔·吉布森/Mel Gibson 编剧：兰道尔·华莱士 摄影：约翰·托尔/John Toll 配乐：詹姆斯·霍纳/James Horner 主要演员：梅尔·吉布森/Mel Gibson 苏菲·玛索/Sophie Marceau 获奖情况：本片获当年奥斯卡十项提名，并获得五项奥斯卡奖，其中包括最为重要的最佳影片奖和最佳导演奖。此外还获得了最佳摄影、最佳音效编 辑和最佳化妆奖。 导演简介梅尔·吉布森1956年1月3日出生于美国纽约州，因浓重澳大利亚口音被当成澳大利亚人。1995年在《勇敢的心》中为世人塑造了一个传奇般的爱国英雄----威廉·华莱士，他又为世人带来了另一位伟大的《爱国者》----本杰明·马丁。他棱角分明的脸庞、英俊刚毅的气质、至刚至阳的男人血性，使他完美地为世人奉献了二位用生命捍卫神圣家园的伟大的爱国者，凭着自身的实力成为好莱坞顶级的电影巨星。2010年由于对前女友奥萨娜·格拉格利娃实施家庭暴力，梅尔·吉布森的公众形象尽毁，经纪公司“WME娱乐”宣称与其终止合约。 剧情梗概 分析读解一部具有深刻民族主义和政治内涵的史诗巨片，一段缠绵而令人荡气回肠的铁血柔情，一部悲壮的血泪传奇，诠释自由的意义，自由重于一切，所以我们为自由而战，为自由牺牲一切，也许我们会死，但人类对自由的追求不会死。 1、主题。《勇敢的心》的主题是“爱情”和“自由”。例如一曲《Secret Wedding》，见证了威廉与美伦的秘密婚礼，没有语言，只有缓缓流淌着溪溪泉水和连绵的山峦。在这里，只凭借音乐就达到了深化“爱情”这一主题的作用。让我们在美轮美奂的美丽大自然风景之中体会他们缠绵、浪漫的爱情。 还有影片的结尾那一曲《Freedom》。当威廉使尽全身的力气，张大了嘴，用最后的力气高喊：“自——由！”的时候。镜头切换，史蒂芬痛苦地闭上眼睛……，伊莎贝尔也痛苦地闭上了眼……这是“爱情”和“自由”的主题都达到高潮。风笛以高亢的基调拉出了英雄的主题，威廉在生命的最后一刻看见了他日夜思念的美伦。这时两个主题交织在一起，音乐激情且激荡。美伦走近威廉，动情地望着他微笑……威廉张开嘴微笑……斧头落下来……威廉的手松开了，那块手绢在空中飘舞着慢慢飞落向地面……这一闪烁着人性光芒的情节使影片展现出一种恢弘而又不失细腻的气势，从而把宏观的历史振荡和微观的人性情感有机的融为一个整体。体现了书写爱与自由的史诗。 2、情节在中世纪十三世纪左右，英格兰国王“长腿”爱德华一世统治着苏
一键式测量仪OMQ100系列 放置后仅按一键即可测量 艾弗特一键测量仪又叫一键式测量仪，只需一按，即可快速测量。采用大视野影像闪 测、高精度、全自动，开创快速测量新理念。通过将远心成像与智能图像处理软件的 完美结合，任何繁琐的测量任务，都变得无比简单。只需把工件放置到有效测量区 域，然后轻轻按一键，工件所有二维尺寸瞬间完成测量。
一、仪器介绍 大视野影像闪测、高精度、全自动，开创快速测量新理念, 通过将远心成像与智能图像处理软件的完美结合， 任何繁琐的测量任务，都变得无比简单。 只需把工件放置到有效测量区域，然后轻轻按一键， 工件所有二维尺寸瞬间完成测量。 二、应用行业 广泛应用于机械、电子、模具、注塑、五金、橡胶、低压电器、磁性材料、精密冲压、接插件、连接器、端子、手机、家电、印刷电路板、医疗器械、钟表、刀具等尺寸较小的产品及零部件的批量快速测量。
三、仪器特点 1.打破尺寸测量的常规。 仅需要它
2.大口径高景深，实现全视野范围成像清晰，超低畸变。 （传统镜头）(精密双远心镜头) 3.高分辨率数字相机。仪器采用1200万~4300万像素高分辨率数字相 机。 4.软件采用先进的20：1亚像素图象边缘处理。 5.最小二乘法回归处理可自动祛除毛刺和异常点，将对特征位置上 的影响降低到最低。
6.自动识别工件、无需定位。 7.高效的批量测量。 测量范围内一次性可测量大于20000个尺寸，100个尺寸测量时间小于1秒，大幅缩短测量时间，提高测量效率。 8.多个工件任意摆放，自动识别，批量测量。
四、软件介绍 完全自主研发，软件界面简洁、功能强大，极易学习；采用我司自主研发的畸变校正技术，保证在视野的各位置、各角度测量结果稳定精准；自主研发的图像拼接技术，保证拼接误差小于0.003mm。 （特殊软件功能可接受定制） 用户程序： (一)自动匹配工件，任意放置，一键测量。可自动搜索匹配并调出用户程序。可 框选建立匹配、多个位置框选组合建立匹配、用测量元素建立匹配、可导入CAD 建立匹配。可建立程序组，实现工件多个面翻面测量。 (二)全面的测量元素： 点、最高点、线、最高线、圆（中心坐标，半径、直径、真圆度、周长、面积，最大半径、最小半径）、弧、矩形（中心坐标，长、宽、周长、面积）、椭圆（中心坐标，长轴、短轴、周长、面积）、键槽（中心坐标，长、宽、周长、面积）、导入CAD轮廓扫描比对、轮廓PV、面积对比、圆柱直径、密封圈（通过周长计算半径、密封圈最大半径、最小半径、厚度）、测量结果再计算（最大值、最小值、平均值、求和）、二维码识别、条码识别。 (三)标注： 距离、X距离、Y距离、半径、直径、角度。
工业相机，选择迪奥科技。 双远心镜头技术优势简述 远心镜头主要是为纠正传统工业镜头视差而设计，其主光线与镜头光源平行，根据远心光路分类设计原理分别有物方远心和像方远心，而双侧远心是综合这两者的双重作用，用于视觉检测和测量领域可以有更好的成像效果和成像精度。这里简要阐述双远心镜头的几点技术优势： 一、无透视误差 在计量学应用中进行精密线性测量时，经常需要从物体标准正面（完全不包括侧面）观测。此外，许多机械零件无法精确放置，测量时间距也在不断地变化。而软件工程师却需要能精确反映实物的图像。远心镜头可以完美解决以上困惑：因为入射光瞳可位于无穷远处，成像时只会接收平行光轴的主射线。 二、近乎零失真度 畸变系数即实物大小与图像传感器成像大小的差异百分比。普通机器镜头通常有高于1~2%的畸变，可能严重影响测量时的精确水平。（如：实际 50 毫米宽的物体，在这种镜头下成像宽度可能达到 51毫米）。比方说畸变小于 0.1% ：实际宽 50毫米的物体，在成像时宽度绝不会大于 50.05 毫米，相比之下，畸变系数仅为普通镜头的二十分之一。梯形畸变（亦即梯形失真效应或“薄棱镜”效应）不仅会导致成像不对称，也难以采用软件校正，是成像中需要消减的另一个重要因素。 三、高分辨率 图像分辨率一般以量化图像传感器既有空间频率对比度的 CTF （对比传递函数）衡量，单位为lp/mm（每毫米线耦数）。采用普通的集合了大量廉价的低像素、低分辨率镜头，最后只能生成模糊的影像。而采用远心镜头，即使是配合小像素图像传感器（如 5.5百万像素, 2/3″），也能生成高分辨率图像。 四、更精准更一致的放大率 一般普通远心镜头只接收与光轴平行的光束，但在使用普通远心镜头时，光束通过物镜后就与一般光线路径无异，因此光线会以不同的角度投射到感应芯片上，形成误差。也就是说，光束在通过一般的远心镜头后即失去了远心的特性，因此物体在感应芯片上的成像依然会变形，而且离中心点距离越远的光点变形程度越严重，因此当物体位移时，光束成像的中心位置也会跟着改变，造成放大倍率上的误差。 非双侧远心镜头就算在物镜上具有良好的远心特性，但就整体系统而言，非双侧远心镜头的放大倍率具较低的稳定度。通过双侧远心镜头的光束则在物镜与成像
视听语言学习心得 当我还没学这门课时，我已经在前面的非线性编辑课上学了一点儿关于拍摄简单DV的知识，但学习的重点是在怎么剪辑，而不是如何拍好，对视听语言这门课简直是一无所知，所以我迫不及待的想知道，到底什么是视听语言？由于好奇，我问了好几个早已上过这门课的同学，在他们的回答中，我了解到，视听语言就是每天看看电影，讲讲理论知识，偶尔临摹几张图片，但当我真正接触它时，才发现完全没有我想象中那么简单。 通过这几个星期的学习，我对视听语言的了解已不只停留在表面，在欣赏影片的同时，不再仅仅只是看剧情和明星了，我会把更多的精力和心思放在每一个镜头的剪接上，去分析他的每一个镜头及他的拍摄手法，在授课老师的带领下，我已经渐渐养成了剖析每一个镜头，并对每个镜头进行数秒的习惯，在思考的同时我也会有意外的收获。 对于冯老师“从实践中学习”的教学方法我很喜欢，不仅新颖，而且很有效率，比起那些枯燥的学习书本理论知识要有趣的多，虽然我们班由于学校设备短缺，不能人手一个DV，但在课堂上我们也学到了很多知识，尤其是在讲解《勇敢的心》时，让我印象深刻，对于每个镜头的慢放，衔接，拍摄手法等等都讲解的十分详细，同时也让我们了解到，为了防止观众的视觉疲劳，每个镜头最好不要超过6秒，以及，外反拍，内反拍，挂前景，多视点，组镜头等多种防视觉疲劳的拍摄手法。 在我看来，视听语言就是画面与声音的结合体，因此声音对影片的重要性由此可见，一部好的电影在语言对话上绝对是经过精心的设计，对
于音效的制作及背景音乐的挑选也一定是经过激烈的商讨才决定的，每一部影片都注入了导演和制作者的心血和汗水，都值得我们尊敬。 学习中，对于长镜头的把握，我还是不清楚。长镜头的拍摄大多都是运用运动或焦点变化的拍摄手法吗？一部影片有规定长镜头的数量吗，还是长镜头越多越好？为什么在您推荐的斯皮尔.伯格的两部影片中有很多超过6秒的镜头，也有很多20多秒的镜头（与我看过的大多数影片相比），老实说，我不太喜欢这位大导演的影片，我讨厌战争题材和有血腥画面的电影，但这并不影响我对它的学习，就好比我们在吃难吃的食物时，并不会因为它难吃而拒绝它，而是因为它含有我们所需要的营养，我会学习他的优秀熟练的拍摄手法，开阔自己的视野，提高自己的水平，在不断的学习当中充实自己。 对我而言，视听语言，我仅仅只了解了一点点皮毛，要学的东西实在是太多太多了，虽然这门课结束了，但我们对视听语言这门课程的学习仍会继续……
影片《泰坦尼克号》中动画技术制作分析 谈到动画制作技术的分析，我认为我们不能仅仅局限于动画片的分析上，而是应该从更宽广的影视领域来了解，尤其以电脑动画与电影的结合相得映彰。 动画片产生伊始，它就作为一部电影正式播放的开胃菜，动画制作技术的提高，尤其是电脑动画技术的提高最先是满足于的就是电影产业。所以电影带动了动画技术的提高，动画技术丰富了电影特技效果。比如说现在的《阿凡达》，里面几乎大篇幅的都是动画制作成，但你不能说它是一部动画片。
《泰坦尼克号》是既《星球大战》以来的运用电脑技术最成功的例子之一。影片里电脑动画的制作，是摆脱不了地球重力的摄像机做不到的。动画制作技术为我们展现了泰坦尼克号沉没的整个过程，为我们眼球奉上了一场饕餮盛宴。一，船体模型制作。 最初的造型工作是根据泰坦尼克号的设计蓝图和照片开始的。然而制作人员很快意识到，他们必须按照正在制作的1/20模型来设计自己的造型，否则观众有可能发现数字模型和实际模型之间的区别。于是他们使用了一种称为三维数字化仪的设备。利用这种设备，可以用一根探针在实物上的某个点点一下，该点在三维空间中的坐标就被输人到计算机中，如果点的点足够多，把这些点连接成一个个面，就可以在计算机中得到物体的轮廓。他们在模型上取了大约30万个点，从而得到了船的造型。要得到一个大致轮廓并不困难，但是涉及到细节部分时，工作量就成倍地增加了。船壳上的舷窗、嵌板甚至螺钉都必须和模型相匹配。下一步是表面纹理。制作人员把模型的表面局部拍了下来，扫描到计算机中，然后贴到造型上。这项工作后来又返工了好几次，因为模型组修改了模型，他们也不得不跟着改。 二，数字海 如果说船的制作还是传统特技的天下，供这些船航行的海域则主要是数字技术的表演。Arete公司在模拟海洋方面有许多年的经验，他们研究了地理位置、季节、气候等许多因素对海水的影响，从而设计出了能够产生逼真的海水效果的软件。然而对于卡米隆的要求来说，他们还有许多因素没有考虑到。他们的海水基本上是在晴朗的天气中平静的海洋，没有考虑与物体的冲撞，没有对物体和天空的反射。但在卡米隆设计的航行镜头中，有各种各样的天气条件，万里无云的晴空下的海洋和雾霭沉沉的阴天里的海洋当然不会一样。卡米隆甚至拍到了一组壮观绚丽的海上日落镜头，然后要求数字艺术家们创作出可以与此媲美的数字海来。为此两家公司一起投人了长达四个月的研究开发工作，在原有软件的基础上作出了很大的提高，并设计了一个新的图形用户界面，三维动画系统可以方便地调用这个软件。到最后，数字艺术家们可以方便地输人一些关于天气、风力、云层等自然条件的参数，设置一个虚拟的摄影机，很快就得到一个数字海洋的镜头。 三，两千个1912年的乘客 和船与海的制作相比，人的制作更具挑战性，因为在以前的电影中无先例可循。近年来，许多影片中用复制的办法，把一小群人复制为成千上万的人，来制造大场面，比如《阿甘正传》、《勇敢的心》等。在这种复制过程中也可以把人物缩小，以便放到模型船上去，条件是拍摄场景时镜头的运动和拍摄人物时镜头的运动必须完全吻合，否则人物的透视关系就会产生偏差。只有只有一个地方，它的空间可以无限的延伸，而摄影机的运动却可以非常精确——计算机里的数字空间。 人体的造型工作不算很困难，市面上已经有许多现成的人体造型了。服装的照片可以贴在人体的表面。为了让人物的面部具有真实感，工作人员使用了三维扫描仪，它可以对人的整个头部进行扫描，从而得到一个精确的三维模型。然后只要把人脸的照片贴到这个模型上，就可以得到十分逼真的面部了。有了这些，计算机就可以造出一个惟妙惟肖的人来，有拖着长裙的小姐、衣冠楚楚的绅士、随随便便的三等舱乘客、船员、孩子—但都是静止的。再现人体动作一直是三维动画的一大难题。 传统的三维动画使用“关键帧”技术来描述运动。这种方法对于机械的运动十分有效，但对于人体的细微运动，就显得力不从心了，不但工作量巨大，而且
热点论坛 Column 专栏 29 2006年2月刊 自动化博览 Selection Technique of Lens in Machine Vision System 1 概述 光学镜头一般称为摄像镜头或摄影镜头，简称镜头，其功能就是光学成像。镜头是机器视觉系统中的重要组件，对成像质量有着关键性的作用，它对成像质量的几个最主要指标都有影响，包括：分辨率、对比度、景深及各种像差。镜头不仅种类繁多，而且质量差异也非常大，但一般用户在进行系统设计时往往对镜头的选择重视不够，导致不能得到理想的图像，甚至导致系统开发失败。本文的目的是通过对各种常见镜头的分类及主要参数介绍，总结各种因素之间的相互关系，使读者掌握机器视觉系统中镜头的选用技巧。 2 机器视觉系统中常用镜头的分类 (1) 根据有效像场的大小划分 把摄影镜头安装在一很大的伸缩暗箱前端，并在该暗箱后端安装一块很大的磨砂玻璃，当将镜头光圈开至最大，并对准无限远景物调焦时，在磨砂玻璃上呈现出的影像均位于一圆形面积内，而圆形外则漆黑、无影像。此有影像的圆形面积称为该镜头的最大像场。在这个最大像场范围的中心部位，有一能使无限远处的景物结成清晰影像的区域，这个区域称为清晰像场。照相机或摄影机的靶面一般都位于清晰像场之内，这一限定范围称为有效像场。由于视觉系统中所用的摄像机的靶面尺寸有各种型号，所以在选择镜头时一定要注意镜头的有效像场应该大于或等于摄像机的靶面尺寸，否则成像的边角部分会模糊甚至没有影像。 根据有效像场的大小分类见表1。 表1 分类 (2) 根据焦距分类 根据焦距能否调节，可分为定焦距镜头和变焦距镜头两大类。依据焦距的长短，定焦距镜头又可分为鱼眼镜头、短焦镜头、标准镜头、长焦镜头、超长焦五大类。需要注意的是焦距的长短划分并不是以焦距的绝对值为首要标准，而是以像角的大小为主要区分依据，所以当靶面的大小不等时，其标准镜头的焦距大小也不同。变焦镜头上都有变焦环，调节该环可以使镜头的焦距值在预定范围内灵活改变。变焦距镜头最长焦距值和最短焦距值的比值称为该镜头的变焦倍率。变焦镜头有可分为手动变焦和电动变焦两大类。 变焦镜头由于具有可连续改变焦距值的特点，在需要经常改变摄影视场的情况下非常方便使用，所以在摄影领域应用非常广泛。但由于变焦距镜头的透镜片数多、结构复杂，所以最大相对孔径不能做得太大，致使图像亮度较低、图像质量变差，同时在设计中也很难针对各种焦距、各种调焦距离做像差校正，所以其成像质量无法和同档次的定焦距镜头相比。 实际中常用的镜头的焦距是从4毫米到1000毫米的范围内有很多的等级，如何选择合适焦距的镜头是在机器视觉系统设计时要考虑的一个主要问题。光学镜头的成像规律可以根据两个基本成像公式即牛顿公式和高斯公式来推导，对于机器视觉系统的常见设计模型，一般是根据成像的放大率和物距这两个条件来选择合适焦距的镜头的，在此给出一组实用的计算公式： ? 放大率：m=h’/h=L’/L ；? 物距：L = f(1+1/m)； 有效像场尺寸 3.2mm ×2.4mm （对角线4mm ） 4.8mm ×3.6mm （对角线6mm ）6.4mm ×4.8mm （对角线8mm ）8.8mm ×6.6mm （对角线11mm ）12.8mm ×9.6mm （对角线16mm ）21.95mm ×16mm （对角线27.16mm ）10.05mm ×7.42mm （对角线12.49mm ）36mm ×24mm 40mm ×40mm 80mm ×60mm 82mm ×56mm 240mm ×180mm 电视摄像镜头电影摄影镜头照相镜头 镜头类型 1/4英寸摄像镜头 1/3英寸摄像镜头1/2英寸摄像镜头2/3英寸摄像镜头1英寸摄像镜头 35mm 电影摄影镜头 16mm 电影摄影镜头135型摄影镜头127型摄影镜头120型摄影镜头中型摄影镜头大型摄影镜头 机器视觉系统 中镜头的选用技巧 王亚鹏（1972－） 男，河北安平人，现就职于中国大恒（集团）有限公司北京图像视觉技术分公司任副总工程师、开发部经理，研究方向为机器视觉、模式识别。 （中国大恒（集团）有限公司北京图像视觉技术分公司，北京 100080） 王亚鹏 机器视觉
远心镜头技术及选型 远心镜头（Telecentric），主要是为纠正传统镜头的视差而特殊设计的镜头，它可以在一定的物距范围内，使得到的图像放大倍率不会随物距的变化而变化，这对被测物不在同一物面上的情况是非常重要的应用。远心镜头由于其特有的平行光路设计一直为对镜头畸变要求很高的机器视觉应用场合所青睐，目前世界知名镜头厂商如美国Navitar、德国施乃德、Opto Engineering、日本Kowa等厂商已经有了自己品牌的远心镜头产品线。但是远心镜头由于应用领域不是非常广泛一直带着神秘色彩而不为人所熟知，下面让专家来引导我们一起破解远心镜头神秘的平行光艺术。 Navitar、施乃德、Opto Engineering、computar、Kowa这些知名的镜头企业都有自己的远心镜头产品线。我们知道远心镜头有普通镜头所不具有的平行光路的独特性，那么实现这种平行光是否是远心镜头的制造难点？除了这个技术特性外，远心镜头的研发、制造还有哪些技术难点？Mr.Claudio Sedazzari总裁以他多年的经验向我们介绍到Opto Engineering镜头本身的设计要求十分苛刻，以确保优秀的远心特性。组成镜头的光学零件和机械零件的制造过程更为严格。对此Opto Engineering开发了专用设备，用于对这些零部件进行测试。同时，对于每组镜头的测试与定标，Opto Engineering都倍加用心。该公司投入了数年的时间和数目可观的资金用于研发这些设备，以这些设备为依托，Opto Engineering可以制作出足以应对机器视觉使用的远心镜头。CBC梁立经理介绍，设计平行光成像的远心镜头理论上并不复杂，但若想达到一定解析能力和成像质量就是另外一回事了。远心镜头的设计和制造难度确实要大于一般意义上的镜头，究其原因是由于远心镜头光学镜片的尺寸都比较大，使得边缘光线的各类相差的校正难度增大，要想获得良好的边缘视场的成像质量，需要更高的产品设计和制造精度，有很多时候是需要设计者具有比较丰富的设计经验方能实现的。 远心光学系统图示 曾经有一种观点认为远心镜头主要解决畸变问题，那么普通工业镜头通过与标定板的组合可以有意识的通过软件算法矫正，也就是说远心镜头是可以替代的。CBC梁立经理及Mr.Claudio Sedazzari都对这种观点做了一定的反驳。梁经理认为，远心镜头解决的不单单是畸变的问题，远心镜头的独特光学特性决定了其在某些场和是无法采用普通工业镜头予以替代的，例如其更大的景深范围可以很好地适应现场的工作环境，这不是只通过算法就能解决的问题。Mr.Claudio Sedazzari总裁也提出了类似的看法，他认为：远心镜头的主要特点并不是低畸变，而是远心特性：物体在视场内移动时，其在不同位置的放大率不会发生改变，另外，对于物体上不同物距的特征，可以在同一时刻完成检测。低畸变只是远心镜头的附加属性。典型的远心镜头是低畸变的，然而许多其它种类的优质镜头畸变也相当小。不过非远心的光学系统在大多数测量应用中是不宜使用的，因为这种光学系统无法确保视场内一致的放大率，于是总会造成测量精度的下降。
《初中生励志文章》 初中生励志文章精选（一）： 会当凌绝顶 我相信一颗宽阔的心，勇敢的心，敢于先行的心配得上这世界的最辽阔和最雄壮。 尼采说打从半高处看，这世界最完美，而我以为，会当凌绝顶才对得起庄严生命给予的职责和发展时代给予的重重期盼。会当凌绝顶不是为了走在谁人之上，而是将世界纳入胸襟，不是期盼那一览众山小的独尊，而是思考并了解以天下为己任的好处。 恰同学少年，风华正茂，书生意气，挥斥方遒。我不愿意满足于打从半高处看世界的安逸舒适。采一朵小花、玩味一只小虫的小小得意，那不是我所期盼的激昂生命，有悖于我最理想的忠诚。 意气风发的年纪，有人留恋于眼中的完美，止步于半高处的安逸生活，有人背起行囊又一次出发，艰难跋涉于寂寞的小路，坚定地离开热闹的山腰。于是前者选取了游刃有余地处世，后者选取了其心所善的济世，处世和济世之间，人生从那里拉开了屏障。 我想我会坚定地选取继续奔走，不是没有看到半山的美丽，不识不知满足的贪婪，不是只知埋头赶路不懂欣赏的愚钝，是不止于安逸的勇敢和倔强，是对坚守已久的理想的扞卫。我想一颗宽阔的心、勇敢的心、敢于先行的心能够容得下那山巅的完美与疾苦，那疾苦恐怕是百姓乃至人类的大疾苦，那完美却也必须是这世界最能撼动心灵的最完美。 亦余心之所善兮，虽九死其犹未悔，楚大夫的济世情怀容得下这世界的美与丑、善与恶、辛酸苦难与高处不胜寒的寂寞孤单，品尝了跋涉的艰辛、高处的寒气，心之所善却犹未改悔。立于山巅的你应对的早已不是山腰那种安逸的美景，而是从心中涌出的欣慰满足。心是幸福的，那所见的都是完美的。你会明白，完美不是一片景色能带来的，它在于心的体会。 风华正茂的年轻人，我们不是应止步于半高处安于享乐的人，我们不是为了享乐而活着的人，我们的身上应有济世的情怀和成为先行者的勇气，应当有乘骐骥以驰骋兮，来吾道夫先路的精神。 不要说打从半高处，世界最完美，那辽远的天空下自有那更完美的心体验。会当凌绝顶，一切都不一样了。 初中生励志文章精选（二）：
机器视觉创新综合实验 一、介绍： 机器视觉系统的特点是提高生产的自动化程度。在一些不适合人工作的危险环境下或者人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉来替代人工视觉；同时在大批量生产过程中，人工视觉检测产品效率低且精度不高，用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和自动化程度。在现代化生产中，人们广泛的将机器视觉系统广泛地用于工况监测、成品检验和质量控制等领域。本实验模拟机器视觉系统在生产实践中的多种应用，深化同学对机器视觉系统的认识。 二、涉及内容： 光电检测、信息光学、数字图像处理 三、实验原理 （1）机器视觉系统的基本构成及工作原理： 一个典型的工业机器视觉系统包括：光源、镜头、相机（包括CCD 相机和COMS相机）、图像处理单元（或图像捕获卡）、图像处理软件、监视器、通讯/ 输入输出单元等。 1)照明系统 照明是影响机器视觉系统输入的重要因素,它直接影响输入数据的质量和应用效果。由于没有通用的机器视觉照明设备，所以针对每个特定的应用实例，要选择相应的照明装置，以达到最佳效果。 2）图像传感系统 机器视觉的图像传感器一般包括三个部分：镜头，摄像机，图形采集卡。一般来说，图像传感器实施对景物图像的采集；图形采集卡承担着对摄像机所采集图像的前置处理任务，是图像传感器与主处理器之间的链接“桥梁”。 3）图像处理系统 机器视觉系统的图像处理系统软件主要包括计算机操作系统及其应用软件、图像处理算法软件、控制软件等。其中，图像处理算法软件是机器视觉系统中最为关键的软件，因为它反映出对不同被测对象图像特征检测的核心思想（数学模型）。实际上图像处理算法的涉及范围十分广阔，根据应用目的的不同，可包括摄像机标定算法、图像输入处理、图像滤波、边缘检测、特征提取、图像匹配、深度识别。 （2）图像采集设备的研究 1）、远心光路 远心光路就是孔径光阑位于光学系统焦点处的光路。
远心镜头参数术语大全 机器视觉系统中，镜头相当于人的眼睛，其主要作用是将目标的光学图像聚焦在图像传感器（相机）的光敏面阵上。视觉系统处理的所有图像信息均通过镜头得到，镜头的质量直接影响到视觉系统的整体性能。下面部分摘自艾菲特光电对机器视觉远心镜头相关术语专业介绍。 https://www.doczj.com/doc/424915217.html, 一、远心光学系统： 指主光线平行于镜头光学轴的光学系统。而光从物体朝向镜头发出，与光学轴保持平行，甚至在轴外同样如此，则称为物体侧远心光学系统。光从镜头朝向影像，与与光学轴保持平行，甚至在轴外同样如此，则称为影像侧远心光学系统。 https://www.doczj.com/doc/424915217.html, 二、远心镜头 远心镜头指主光线与镜头光源平行的镜头。有物体侧的远心，成像侧的远心，两侧的远
心行头等方式。 通常的镜头 主光线与镜头光轴有角度，因此工件上下移动时，像的大小有变化。 两方远心境头 物方，像方均为主光线与光轴平行 光圈可变，可以得到高的景深，比物方远心境头更能得到稳定的像最适合于测量用图像处理光学系统，但是大型化成本高 物方远心境头 只是物方主光线与镜头主轴平行 工件上下变化，图像的大小基本不会变化 使用同轴落射照明时的必要条件，小型化亦可对应 像方远心境头
只是像方主光线与镜头光轴平行 相机侧即使有安装个体差，也可以吸收摄影倍率的变化 用于色偏移补偿，摄像机本应都采用这种镜头 三、远心光学系统的特色 优点：更小的尺寸。减少镜头数量，可降低成本。 缺点：上下移动物体表面时，会改变物体尺寸或位置。 优点：上下移动物体表面时，不会改变物体尺寸或位 置。使用同轴照明时。可使用更小的尺寸。 缺点：未使用同轴照明时，大于标准镜头的尺寸。 优点：与MML相似，但镜头凸缘后端的尺寸出现极大 差异时，会改善精确度。 缺点：与MML相似，但成本比MML更高。 四、远心 Telecentricity是指物体的倍率误差。倍率误差越小，Telecentricity越高。Telecentricity有各种不同的用途，在镜头使用前，把握Telecentricity很重要。远心镜头的主光线与镜头的光轴平行，Telecentricity不好，远心镜头的使用效果就不好；Telecentricity可以用下图进行简单的确认。
电影《勇敢的心》艺术欣赏 摘要:美国派拉蒙公司的英雄史诗巨片《勇敢的心》在带给观众视听震撼的同时,也让观众置身于浓浓的苏格兰风情中。电影的剧情、主题、英雄形象塑造以及电影音乐等方面都体现出该片的艺术价值。 关键词:勇敢的心；英雄；自由；苏格兰风笛 一、引言 苏格兰的山脉、森林、城堡和村庄，哀婉悲壮的苏格兰风笛(Bagpipe)，以及苏格兰人民反抗的呼号，构织了一幅悲壮感人的画面，这就是《勇敢的心》，一部令人荡气回肠的苏格兰民族英雄史诗巨片。影片讲述了苏格兰民族英雄威廉·华莱士(William Wallace)率领苏格兰人民反抗英王暴政，为捍卫生命和自由与英国统治者的军队展开了战斗，最后华莱士被英国统治者所杀，但其追求自由的精神却深深地激励着苏格兰人民继续战斗。该影片在1996年一举获得奥斯卡最佳影片、最佳导演、最佳化妆、最佳音响效果剪辑和最佳摄影五项大奖。影片不仅带给人们金戈铁马、铁血争战场面的震撼以及缠绵、动人爱情的温馨，还使观众沉浸在浓郁的苏格兰风情之中。 二、电影剧情：荡气回肠浪漫凄美的苏格兰史诗巨作 在主人公威廉·华莱士很小的时候，父亲马尔克姆·华莱士和哥哥约翰·华莱士为保卫国家取得自由，牺牲在了战场上。父亲和哥哥的不幸给幼小的华莱士造成极大的心灵创伤，这也成为华莱士誓死要
解放苏格兰的理由之一。叔叔奥盖尔带着幼小的华莱士离开了家乡，并教授他多国语言和战争策略。光阴荏苒，华莱士怀揣一身本领返回家乡，并遇见了自己从小就喜欢的美伦。英格兰国王爱德华为巩固对苏格兰的统治，颁布法令允许英国贵族在苏格兰享有结婚少女的初夜权，以便让贵族效忠皇室。因此，华莱士和美伦只得秘密结婚。但他们还是没能逃脱命运的安排：结婚不久，美伦就被英军抓去并惨遭杀害。华莱士内心的英雄气魄也由此爆发，他要为自己的亲人、爱人报仇，为苏格兰的自由奋斗。苏格兰贵族罗伯特欣赏华莱士，但为了自己的利益,他放弃与华莱士联手对抗英格兰的机会。在华莱士不断取得战役胜利时，英格兰国王爱德华假意派遣威尔士王妃去求和，实际是在拖延时间调遣爱尔兰新军、威尔士弓手、法国主力军前来助阵。这小小的安排也成全了王妃和华莱士的爱情。大军压境之下，苏格兰贵族们慌作一团，华莱士领兵出战。在短兵相接中，他意外发现罗伯特竟与英格兰国王勾结，不禁备受打击，但他却依然相信罗伯特。英格兰国王再次提出和谈，华莱士明知是圈套，但为国家和平着想，他依旧答应前去。在爱丁堡，华莱士陷入阴谋，最终惨死。也正是受华莱士的影响，罗伯特最终站在正义的一方，对抗英格兰，捍卫着苏格兰的自由。本片虽与历史事实有所偏差，但其传达出的苏格兰人民追求自由的决心具有一定的历史意义和社会影响力。 三、电影主题：英雄及自由的神话 作为一部剧情历史片和一部英雄史诗 ,吉布森采取了一种无可挑剔的情节剧的古典模式。从一组遥拍的苏格兰大地的空镜头拉开的
工业相机镜头的参数与选型
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工业相机镜头的参数与选型 一、镜头主要参数 １.焦距(Focaｌ Lｅngth） 焦距是从镜头的中心点到胶平面上所形成的清晰影像之间的距离。焦距的大小决定着视角的大小，焦距数值小，视角大，所观察的范围也大；焦距数值大，视角小,观察范围小。根据焦距能否调节，可分为定焦镜头和变焦镜头两大类。 2.光圈(Iris) 用F表示，以镜头焦距f和通光孔径D的比值来衡量。每个镜头上都标有最大Ｆ值,例如８mm /F1.４代表最大孔径为５.７毫米。Ｆ值越小，光圈越大，F值越大，光圈越小。 3.对应最大CCＤ尺寸(Senｓoｒ Sizｅ) 镜头成像直径可覆盖的最大ＣCＤ芯片尺寸。主要有：1／2″、2／3″、1″和１″以上。 4.接口（Mouｎt） 镜头与相机的连接方式。常用的包括C、CS、Ｆ、Ｖ、T２、Ｌe ｉca、M42x1、M75x0.７5等。 5．景深(Ｄepth of Ｆield，ＤOF） 景深是指在被摄物体聚焦清楚后,在物体前后一定距离内,其影像仍然清晰的范围。景深随镜头的光圈值、焦距、拍摄距离而变化。光圈越大，景深越小；光圈越小、景深越大。焦距越长，景深越小;
焦距越短，景深越大。距离拍摄体越近时，景深越小；距离拍摄体越远时,景深越大。 6.分辨率(Ｒeｓoluｔion) 分辨率代表镜头记录物体细节的能力,以每毫米里面能够分辨黑白对线的数量为计量单位：“线对/毫米”（lp/mm）。分辨率越高的镜头成像越清晰。 ７、工作距离（Wｏｒking ｄistance,WＤ) 镜头第一个工作面到被测物体的距离。 8、视野范围（Fｉeld of Viｅw,ＦOＶ） 相机实际拍到区域的尺寸。 9、光学放大倍数(Mａｇnｉｆｉcation，?) CCＤ/FOV,即芯片尺寸除以视野范围。 10、数值孔径(Numerｉcａｌ Apｅｒture,NＡ) 数值孔径等于由物体与物镜间媒质的折射率n与物镜孔径角的一半（a\２）的正弦值的乘积，计算公式为N.A=n＊ｓin a／2。数值孔径与其它光学参数有着密切的关系,它与分辨率成正比，与放大率成正比。也就是说数值孔径，直接决定了镜头分辨率，数值孔径越大，分辨率越高,否则反之。 11、后背焦(Flａnge distａnｃe) 准确来说,后倍焦是相机的一个参数，指相机接口平面到芯片的距离。但在线扫描镜头或者大面阵相机的镜头选型时,后倍焦是一个
机器视觉基础知识详解 随着工业4.0时代的到来，机器视觉在智能制造业领域的作用越来越重要，为了能让更多用户获取机器视觉的相关基础知识，包括机器视觉技术是如何工作的、它为什么是实现流程自动化和质量改进的正确选择等。小编为你准备了这篇机器视觉入门学习资料。 机器视觉是一门学科技术，广泛应用于生产制造检测等工业领域，用来保证产品质量，控制生产流程，感知环境等。机器视觉系统是将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。 机器视觉优势：机器视觉系统具有高效率、高度自动化的特点，可以实现很高的分辨率精度与速度。机器视觉系统与被检测对象无接触，安全可靠。人工检测与机器视觉自动检测的主要区别有：
为了更好地理解机器视觉，下面，我们来介绍在具体应用中的几种案例。 案例一：机器人+视觉自动上下料定位的应用： 现场有两个振动盘，振动盘1作用是把玩偶振动到振动盘2中，振动盘2作用是把玩偶从反面振动为正面。该应用采用了深圳视觉龙公司VD200视觉定位系统，该系统通过判断玩偶正反面，把玩偶处于正面的坐标值通过串口发送给机器人，机器人收到坐标后运动抓取产品，当振动盘中有很多玩偶处于反面时，VD200视觉定位系统需判断反面玩偶数量，当反面玩偶数量过多时，VD200视觉系统发送指令给振动盘2把反面玩偶振成正面。 该定位系统通过玩偶表面的小孔来判断玩偶是否处于正面，计算出玩偶中心点坐标，发送给机器人。通过VD200视觉定位系统实现自动上料，大大减少人工成本，大幅提高生产效率。 案例二：视觉检测在电子元件的应用： 此产品为电子产品的按钮部件，产品来料为料带模式，料带上面为双排产品。通过对每个元器件定位后，使用斑点工具检测产品固定区域的灰度值，来判断此区域有无缺胶情况。 该应用采用了深圳视觉龙公司的DragonVision视觉系统方案，使用两个相机及光源配合机械设备，达到每次检测双面8个产品，每分钟检测大约1500个。当出现产品不良时，立刻报警停机，保证了产品的合格率和设备的正常运行，提高生产效率。