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什么是工業(yè)相機亞像素

發(fā)布日期：2018-02-22 作者：zhu 點擊：

面陣攝像機的成像面以像素為最小單位。例如某CMOS攝像芯片，其像素間距為5.2微米。攝像機拍攝時，將物理世界中連續(xù)的圖像進行了離散化處理。到成像面上每一個像素點只代表其附近的顏色。至于“附近”到什么程度？就很困難解釋。兩個像素之間有5.2微米的距離，在宏觀上可以看作是連在一起的。但是在微觀上，它們之間還有無限的更小的東西存在。這個更小的東西我們稱它為“亞像素”。實際上“亞像素”應該是存在的，只是硬件上沒有個細微的傳感器把它檢測出來。于是軟件上把它近似地計算出來。

一般用分辨率這個名詞來描述CCD芯片上的行列數(shù)。實際上，CCD芯片是一個抽樣器件，它的最大抽樣率由抽樣定律決定，即抽樣率必須高于奈奎斯特頻率的2倍。抽樣理論在一維時間信號中得到了廣泛的使用，但并沒有被完全的應用到CCD芯片的信號采樣中。能夠通過亞像素算術來提高CCD芯片的抽樣率，理論就是把一個像素看作是由亞像素組成的子圖像。

通常，我們能夠處理亞分辨率為10×10亞像素的圖像。一個典型的例子就是決定一個斑點的重心（如下圖a所示）。由于積分特性，原始像素位置誤差與其本身輸出相同。假設一個灰度級的一維圖像如圖 b所示,如果灰度值的轉折點剛好出現(xiàn)在像素的邊緣，那么容易確切得知道輪廓點的位置。但實際的轉折點可能不在一個理想的級別，我們不能夠準確的知道芯片上轉折點剪切像素的位置。另外更重要的，模糊的灰度級允許灰度級差值，因此我們就能夠決定亞像素的位置作為灰度級的功能。不管怎樣，只有將CCD芯片內的模擬圖像盡可能精確地描繪在圖像處理單元的內存中，亞像素算法才能是精確的。