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先收藏系列 工業(yè)相機(jī)的六問六答!

志強(qiáng)視覺科技 ? 2025-10-22 09:26 ? 次閱讀
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工業(yè)相機(jī)是機(jī)器視覺系統(tǒng)的核心組成部分,通過光電轉(zhuǎn)換原理將光信號轉(zhuǎn)為電信號,關(guān)鍵技術(shù)特性包含高分辨率、高幀率、全局快門等,為計算機(jī)提供高質(zhì)量、高可靠性的圖像數(shù)據(jù),以便進(jìn)行自動化的檢測、測量、識別和引導(dǎo)。廣泛應(yīng)用于機(jī)器視覺系統(tǒng)、生產(chǎn)線質(zhì)量檢測及3D測量領(lǐng)域。

工業(yè)相機(jī)在使用過程中,常遇到以下問題:

1、如何通過調(diào)整工業(yè)相機(jī)的參數(shù)來提高圖像質(zhì)量?

在機(jī)器視覺系統(tǒng)中,相機(jī)需要采集圖像,有時候采集的圖像質(zhì)量一般,這就需要我們通過調(diào)整工業(yè)相機(jī)的一些功能來提高圖像質(zhì)量,以下技術(shù)可提高圖像質(zhì)量:

名稱

功能

技術(shù)要點(diǎn)

電子曝光

消除曝光飽和、減小光暈、減小像模糊,提取運(yùn)動目標(biāo)圖像

感光器件中設(shè)置曝光控制門

抗光暈

消除像素光暈,避免滿阱以上的電荷溢出到相信像素中,凸高圖像清晰度

縮短曝光時間,但是有時候并不有效;

將每個像素互相隔離起來;

在每個像素旁,建立溢出過多的光電荷溝道

多模式輸出

線形模式、雙斜率模式、對數(shù)模式或者Y校正模式

設(shè)置專用的電路或軟件,以實現(xiàn)多模式輸出

數(shù)字變焦

實現(xiàn)類似光學(xué)變焦的效果,圖像質(zhì)量并有明顯提升

利用內(nèi)插對圖像進(jìn)行放大

白平衡

消除顏色失真,提高圖像顏色逼真度

利用對標(biāo)準(zhǔn)拍板、在標(biāo)準(zhǔn)光源下成像,修正三基色通道RGB的加權(quán)系數(shù)

2、如何提高工業(yè)相機(jī)的靈敏度?
工業(yè)相機(jī)的靈敏度可以通過設(shè)置工業(yè)相機(jī)的以下功能來實現(xiàn):

名稱

功能

技術(shù)要點(diǎn)

Bining功能

靈敏度提高,分辨率降低,幀速提高:適合光強(qiáng)較弱而分辨率要求較低的場合

提供幀、行、列同步信號,設(shè)置合并電路或合并軟件

像增強(qiáng)

使微光圖像得到顯著增強(qiáng),適合弱光場合

用像增強(qiáng)器提高圖像亮度

增透膜技術(shù)

使入射光的反射率降為0,最大限度的利用入射光

在感光芯片表面鍍增透膜,利用光的折射原理提高光的透過率

普照CCD

增強(qiáng)成像器件的靈敏度,適合弱光場合

減薄成像器件的厚度,光從感光芯片背面入射

微透鏡

提高像素靈敏度,降低像素噪聲,提高有效填充因子

在感光像元上添加微透鏡

片內(nèi)倍增

增加載流子數(shù)量,提高相機(jī)的響應(yīng)度

通過倍增寄存器實現(xiàn)片內(nèi)電荷能量倍增,激發(fā)更多的載流子

時間延遲積分(TDI)

通過多級曝光,提高相機(jī)的響應(yīng)

N級TDI CCD的曝光時間是單級CCD的N倍,從而CCD的響應(yīng)度也相應(yīng)的增加N倍

3、如何提高工業(yè)相機(jī)的感光均勻性?
工業(yè)相機(jī)的感光均勻性可以通過設(shè)置工業(yè)相機(jī)的以下功能來實現(xiàn):

名稱

功能

技術(shù)要點(diǎn)

平場校正

克服光照的不均勻性和鏡頭中心和邊緣響應(yīng)的不一致性

通過采集暗場和均與亮場圖像,計算每個像素點(diǎn)的增益和偏移,對圖像中各點(diǎn)分別進(jìn)行校正

非均勻校正

消除各像素響應(yīng)度的不均勻,提高圖像質(zhì)量,提高圖像測量精度

測量和存儲各像素的響應(yīng)度,設(shè)置校正電路或校正軟件,用校正電路或校正軟件校正非均勻性誤差

4、如何提高工業(yè)相機(jī)的動態(tài)范圍?
提高相機(jī)動態(tài)范圍的目的就是要正確地表示真實世界中從太陽光直射到最暗的陰影這樣大的范
圍亮度,以下技術(shù)可以提高相機(jī)動態(tài)范圍:

名稱

功能

技術(shù)要點(diǎn)

對數(shù)響應(yīng)

增大成像器件的動態(tài)范圍

設(shè)置對數(shù)視頻放大電路

深溝道技術(shù)

在保持薄型感光芯片的量子效率高的優(yōu)點(diǎn)基礎(chǔ)上,同時提高紅光的量子效率

使用厚度為40左右的高阻硅制作感光芯片

雙曝光

提高成像器件適應(yīng)目標(biāo)光強(qiáng)變化的能力,適合光強(qiáng)變化劇烈場合

傳感器做曝光設(shè)置,弱光時自動采用長時間曝光,強(qiáng)光時自動采用短時間曝光

5、用工業(yè)相機(jī)拍攝,怎樣才算是效果好的圖像?
1.對比度明顯,目標(biāo)與背景的邊界清晰;
2.背景盡里淡化而且均勻,不干擾圖像處理;
3.與顏色有關(guān)的色彩真實,亮度適中,不過度曝光;
4.整體亮度均勻,如果整體不均勻但是灰度差也不影響圖象處理。

6、工業(yè)相機(jī)的信號精度有哪些影響因素?

CCD和CMOS芯片在內(nèi)部都生成模擬信號,模擬相機(jī)和數(shù)字相機(jī)之間的主要區(qū)別在于圖像是在哪里被數(shù)字化的。數(shù)字相機(jī)在相機(jī)里將信號數(shù)字化,然后將信號以數(shù)字方式傳輸給計算機(jī)(或圖像處理器)。模擬相機(jī)輸出模擬信息,并通過同軸電纜進(jìn)行傳輸,圖像信號數(shù)字化工作是由計算機(jī)完成的。盡管兩種方法都能夠有效地傳輸信號,但模擬信號可能會由于其他設(shè)備(比如電動機(jī)或高壓電纜)的電磁干擾而造成失真。隨著噪聲水平的提高,模擬相機(jī)的動態(tài)范圍(原始信號與噪聲之比)會降低。動態(tài)范圍決定了有多少信息能夠被從相機(jī)傳輸給計算機(jī)。數(shù)字信號不受電噪聲影響,因此,數(shù)字相機(jī)的動態(tài)范圍更高,能夠向計算機(jī)傳輸更精確的信號。數(shù)字相機(jī)的典型動態(tài)范圍在55分貝到60分貝之間,而模擬相機(jī)則為45分貝到50分貝左右。

所用電纜的長度和類型也影響著信號的精度。模擬相機(jī)的電纜簡單且便宜,在電噪聲導(dǎo)致信號嚴(yán)重失真之前能夠?qū)⑿盘柨煽康膫鬏?00米以上。數(shù)字相機(jī)傳輸?shù)氖歉邘捫盘枺娎|的長度受電纜中信號衰減(損失)水平的限制。

工業(yè)相機(jī)在使用過程中如遇到以上問題,可參照解決。

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