机器视觉光学基础知识_影像清晰度
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机器视觉光学基础知识_影像清晰度

小施 2021-01-04 9086 0


为了获得最佳的检查结果,几乎所有应用都必须使图像具有最佳清晰度。由于固定的机械默认值,光学元件和零件之间的工作距离是固定的,并且聚焦只能执行一次。

清晰图像的先决条件

  1. 正确聚焦光学

  2. 镜片的高光学质量(几乎没有光学误差),能够分辨出具有最高对比度和细节丰富度的最佳结构

  3. 适合的相机传感器,具有足够高的分辨率和动态图像响应

  4. 足够的物体对比度,可以通过智能照明技术进行优化

本章将主要说明镜头的正确对焦。

纠正手动对焦并确定景深

在许多情况下,用户将通过聚焦环来回旋转镜头几次,以便大致确定图像清晰度的正确中心位置。然后,他/她可能会停下来以获得足够的景深以获得均匀清晰的图像。

但是,您如何准确地专注于某个点呢?为此,首先将光圈完全打开,但是以这种方式图像会太亮。通过降低照明强度或减少照相机的曝光时间来纠正此问题。在这种设置中,景深最小,并且在Z方向上只有很小的范围对用户来说很锐利。现在,将重点完全放在似乎特别重要的检查区域上(或者恰好在要捕获的检查特征之间)。然后,通常会再次停下来重新调整照明强度(或曝光时间)。

现在,景深区域很大,零件进给中的高度差不再会导致图像模糊:

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景深

但是,必须注意,对于偏心镜片,改变的工作距离会导致比例尺变化,并且测量结果可能会更大或更小!

通过软件正确聚焦

通过简单的标准工具,图像处理器可以确定图像清晰度。清晰的图像的特征在于对象边缘的图像对比度。

具有黑白条纹的简单条形图案可帮助实现此目的。使用边缘扫描以从图像处理工具集中计算边缘或测量工具。现在,将测试距离精确地垂直于钢筋边缘(从左到右)拉出,并观察梯度图中边缘的梯度。

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亮度分布的梯度(图中的读取曲线)越大,从亮到暗的变化所需的像素就越少(反之亦然)。

另一种方法是使用广泛扫描强度工具,该工具可提供像素统计值和直方图。

高对比度,图像清晰

image.png

观看具有图案结构的小图像区域。清晰图片的灰度直方图具有比模糊图像更大的最小值和最大值,以及更大的标准方差。但是,灰色阴影的平均值不变。

注意:此类功能的最大值取决于图像内容和一般图像亮度。另请注意,检查工具区域内没有过度曝光,不会破坏灰色阴影。请使用此类软件方法检查所有要在空间上检测的物平面是否正确聚焦,以及景深是否足以满足您的测量应用。



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