CCD摄像法在测量材料直径方面的应用

定的灰度值)则输出像素赋为1(显示为白色)，否为0(显示为黑色)。只有两级灰度的数字图像(黑和白)称为二值化图像。

　　数字图象处理设备

数字图象处理过程，包括图像采集、传输、处理。CCD摄像机由于没有几何畸变，而且对光的响应是高度线形的，往往作为图像传感应用的首选设备。CCD能将二维光学图像信息通过驱动电路 转变成一维的视频信号输出。CCD可以按不同的方式配置构成一系列可以应用于电视和图像数字化目的的小型而稳定的固态摄像机。

　　CCD摄像法测量样品直径

利用标准直径试件(圆形物件)，D0 = 10.0mm，通过CCD摄像机，拍摄物体影像，然后利用计算机软件捕获该图像，此时试件直径就反映成为图像上尺寸(占有的像素数;注意CCD距物体的距离不同、放大倍数不同，得到的像素尺寸就不同。)在图像上测出此图像尺寸，记为D1，单位为像素，然后利用D0、D1标定整个测量系统的测量常数，记为K，

利用测量常数K，就可以把待测试件的实际尺寸计算出来。

其中DX0为试件的实际尺寸(单位为毫米)，DX1为试件的图像尺寸(单位为像素)。

直径测量分为：软件法测量和手工测量。

软件法测量：利用CCD摄像法测径软件提供的“直径测量”功能进行测量。在测量的过程中，软件自动计算选定测量区域所有象素点灰度值为0(黑色区域)的面积。

其中D为测量试件的直径，此时测量出的直径为小数，单位为像素。

手工测量:是通过标定水平方向上灰度值为0的像素点坐标最大值和最小值的差完成直径测量。此时由于标定坐标差，故而测量出的直径为整数，单位为像素。

测量方法介绍：实验内容及步骤

1、安装图像采集卡及其驱动程序、CCD Measure 测试系统软件。

2、启动CCD Measure 测试系统。

3、设置视频格式撷取格式为 RGB24 Bit，设置视频源设置影像输入(AV)，影像标准(PAL)亮度、对比、色度可根据情况设置;彩度设置为0;这时应该有视频图像显示。若无，请重新调整。通过调整CCD与测量目标之间的距离、CCD镜头的焦距、背景照明光源使测量目标基本成像于图像的中央并占据图像的大部分，并保证图像清晰，轮廓分明。(如图4)。

4、分别将标准件和3个待测件安放在仪器上，进行测量。

5、软件测量：捕获一幅图像进行直径测量。

测量前准备工作：将该图像转化为灰级图像(菜单->颜色->灰级图像)(若选用单色图像采集卡可不进行此处理)，并选择软件提供的方法进行滤波处理(菜单->图像->滤波);二值化处理(菜单->图像->二值化);直径测量(菜单->图像->直径测量->黑白图像)。这样直径将会以象素值显示在辅助窗口的Distance域。采集相同条件下的3个图像，记录数据填入表1。

　　图4 测量程序运行界面

表1 软件测量数据

6、利用公式(4)(5)分别计算试件1、2、3的实际尺寸。

7、手动测量：重复步骤4。捕获一幅图像进行直径测量。对图像分别进行滤波，二值化处理，用矩形框选择测径区域测径。在辅助窗口的Distance域读取直径尺寸。采集相同条件下的3个图像，分别记录数据填入表2。

表2 手动测量数据