区域扫描相机_单芯片彩色相机
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区域扫描相机_单芯片彩色相机

施努卡苏州智能装备有限公司 2021-01-07 9031 0


很多应用只有彩色相机才能解决。

单色图像的信息只能使用8位灰度来区分256个不同的灰度阴影,只要有足够的亮度差/,则绝对适用于许多应用程序以检测错误,进行状态检查和测量任务。测试区域之间的对比。在下面的图像中,例如,水果可以与背景清晰地区分开。最终图像中的灰色阴影取决于颜色的饱和度和亮度,但同时也强烈取决于表面的反射率。

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然而,当使用相似的亮度检查和区分相邻区域时,问题会很快发生。现在,可以通过附加的颜色信息来清楚地区分彩色测试特性,这些特性在使用单色相机时可能会产生相同的灰色阴影(例如,浅蓝色和浅绿色)。

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单芯片彩色相机可以用作执行简单的任务,它们能够通过3 * 8位RGB提供基本更多的信息。从理论上讲,这相当于1670万种不同的颜色等级。

市场上有大量彩色相机版本,可提供合理的色彩质量。在许多情况下,它们并不比单色同类产品贵。

彩色相机的典型用途

  1. 不断改变测试对象的颜色

  2. 图像中同时具有许多不同的颜色,否则这些颜色将无法区分

  3. 尽可能逼真地描绘,再现和记录图像,就像人们也会看到它们一样

  4. 监视,颜色编码检查和对象的色度测量

  5. 印刷部/印刷品

使用单芯片彩色相机解决了许多彩色应用。在需要高色彩保真度和高色调差异的关键应用中,优先使用三芯片彩色相机。

拜耳马赛克的功能原理

与单色传感器相比,每个像素应用了附加的透明滤色器。这些滤光片的作用是,传感器的各个光活动区域对可见光的波长具有不同的响应。由于仅红色,绿色或蓝色分量作为每个像素的信息提供,因此软件方法必须确定缺失的颜色分量才能获得“ RGB像素”。

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与单色传感器相比,每个像素应用了附加的透明滤色器。这些滤光片的作用是,传感器的各个光活动区域对可见光的波长具有不同的响应。由于仅红色,绿色或蓝色分量作为每个像素的信息提供,因此软件方法必须确定缺失的颜色分量才能获得“ RGB像素”。

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彩色图像

根据拜耳图像计算得出的图像包含颜色信息。拜耳模式引起的细节分辨率损失。物体边缘上的插值问题和伪像。

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拜耳原始图像

不带颜色插值的拜耳图像:由单芯片颜色传感器创建的RGB颜色马赛克可自然生成R / G / B像素不同亮度的灰度图像。图片看起来已光栅化。

传输颜色信息

最先进的工业彩色摄像机通常可以不同的“颜色格式”传输数据:

  1. RGB:对于RGB照相机,图像的拜耳颜色转换在照相机电子设备的FPGA上完成,因此照相机传输24位颜色信息。

  2. YUV:在某些情况下,可以发送经过YUV编码的信号以进行数据缩减,该传输仅需要16位即可进行传输。

  3. 拜耳原始数据:但是,当发送单色原始拜耳图像并将其转换为图像采集卡或通过PC上的软件时,数据传输率最低。

与黑白相机相比的不良影响

彩色摄像机仅在真正需要颜色信息进行评估的地方使用。不过还是有很多使用黑白相机:

  1. 由于采用了单片彩色摄像机的彩色插值技术,如果细节太细,用户将损失超过30%的分辨率。拜耳插值会在对象边缘产生边缘效果和伪彩色,使用具有相同分辨率的单色或三芯片彩色照相机,可以检测到较小的结构。使用单色相机时,测量总是更加准确(请参见下图中的网格线和条形图)。

  2. 视数据格式而定,图像传输速率和数据量通常远高于单色相机。

  3. 高光损耗:与单色相机相比,像素上的滤色镜可将灵敏度降低多达75%。这对于需要短曝光时间的应用而言至关重要。

  4. 彩色摄像机具有相似亮度的情况下单色摄像机的解决方法:使用单色摄像机时,可以使用彩色照明来使测试对象的单色变亮或变暗,因此仍然可以区分。这样,可以避免使用彩色相机。

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彩色图像(单芯片)

图像包含颜色信息,但失去了由Bayer Pattern引起的细节分辨率,并在对象边缘显示了一些不正确的细节信息。

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单色影像

比单芯片彩色区域相机传感器更高的有效分辨率。区分红色,绿色和蓝色是单色图像是困难的。

对机器视觉很重要

  1. 彩色相机传感器通常配备有日光带通滤光片,该滤光片可阻挡UV和IR辐射,以避免出现错误信息。例如,通过使用卤素灯作为照明,由于红外辐射将被解释为附加的“红色”,因此会产生非常红的图像。如果未安装这种滤光镜,则可以将其拧紧到光学元件上。

  2. 在大多数情况下,相机不会检测到光的直接发射,而是会检测到零件上光的吸收,反射,反射等产生的颜色。如果零件的表面倾斜,则颜色的亮度可能会发生变化,这可由相机检测到。

  3. 开启照明后,入射光还会随时间变化很大:例如,在荧光灯的情况下,在系统开启阶段的前20分钟内,亮度会有明显变化。开机后预热时,白色LED也会显示亮度效果。

  4. 每种照明都会随着时间的流逝而老化,发出的光越来越少,并且其色温会随时间变化。这也可能导致颜色检查期间测量的颜色值发生偏移。通过闪光灯控制器或循环更换灯组中的几盏灯,或及早更换卤素灯和荧光灯,可以稳定LED的使用寿命和色温,这可能会有所帮助。另一种解决方案是通过校正相机的曝光时间来实现新的白平衡和亮度调节。



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