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在機(jī)器視覺系統(tǒng)中，反映每一個(gè)像元灰度質(zhì)量的指標(biāo)是動(dòng)態(tài)范圍，動(dòng)態(tài)范圍和空間分辨率是機(jī)器視覺系統(tǒng)的二個(gè)主要指標(biāo)。
動(dòng)態(tài)范圍，英文為Dynamic Range，最早是信號(hào)系統(tǒng)的概念，一個(gè)信號(hào)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍被定義成最大不失真電平和噪聲電平的差。而在實(shí)際用途中，多用對(duì)數(shù)和比值來表示一個(gè)信號(hào)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍，對(duì)于底片掃描儀來說，動(dòng)態(tài)范圍是指掃描儀能記錄原稿的色調(diào)范圍，即原稿最暗點(diǎn)的密度和最亮處密度值的差值。而對(duì)于膠片和感光元件來說，動(dòng)態(tài)范圍表示圖像中所包含的從“最暗”至“最亮”的范圍。動(dòng)態(tài)范圍越大，所能表現(xiàn)的層次越豐富，所包含的色彩空間也越廣。
動(dòng)態(tài)范圍主要取決于工業(yè)相機(jī)的性能，CCD的動(dòng)態(tài)范圍、靈敏度和信噪比是互相影響的三個(gè)指標(biāo)，它們從三個(gè)不同的角度來反映CCD相機(jī)的灰度性能。灰度的動(dòng)態(tài)范圍在攝像機(jī)中的模擬視頻部分用信號(hào)/噪音比，SNR表示；而在攝像機(jī)或采集卡的A/D轉(zhuǎn)換之后的數(shù)字視頻量是用比特位數(shù)n表示。
在實(shí)際中，一幅圖像會(huì)同時(shí)具有最亮和最暗的區(qū)域，它們之間的差距可能是十分巨大的，機(jī)器視覺系統(tǒng)所采集的圖像應(yīng)盡可能地反映出這種灰度的巨大變化范圍。
此外，在現(xiàn)實(shí)世界中圖像灰度的微小變化，可能就是機(jī)器視覺系統(tǒng)要區(qū)別的目標(biāo)和背景的界限，所以機(jī)器視覺系統(tǒng)也應(yīng)盡可能地將圖像中灰度的細(xì)微變化反映出來。
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