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先收藏系列 工業(yè)相機的六問六答!

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

工業(yè)相機在使用過程中,常遇到以下問題:

1、如何通過調整工業(yè)相機的參數(shù)來提高圖像質量?

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

名稱

功能

技術要點

電子曝光

消除曝光飽和、減小光暈、減小像模糊,提取運動目標圖像

感光器件中設置曝光控制門

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)類似光學變焦的效果,圖像質量并有明顯提升

利用內插對圖像進行放大

白平衡

消除顏色失真,提高圖像顏色逼真度

利用對標準拍板、在標準光源下成像,修正三基色通道RGB的加權系數(shù)

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

名稱

功能

技術要點

Bining功能

靈敏度提高,分辨率降低,幀速提高:適合光強較弱而分辨率要求較低的場合

提供幀、行、列同步信號,設置合并電路或合并軟件

像增強

使微光圖像得到顯著增強,適合弱光場合

用像增強器提高圖像亮度

增透膜技術

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

片內倍增

增加載流子數(shù)量,提高相機的響應度

通過倍增寄存器實現(xiàn)片內電荷能量倍增,激發(fā)更多的載流子

時間延遲積分(TDI)

通過多級曝光,提高相機的響應

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

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

名稱

功能

技術要點

平場校正

克服光照的不均勻性和鏡頭中心和邊緣響應的不一致性

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

非均勻校正

消除各像素響應度的不均勻,提高圖像質量,提高圖像測量精度

測量和存儲各像素的響應度,設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)相機的動態(tài)范圍?
提高相機動態(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,以下技術可以提高相機動態(tài)范圍:

名稱

功能

技術要點

對數(shù)響應

增大成像器件的動態(tài)范圍

設置對數(shù)視頻放大電路

深溝道技術

在保持薄型感光芯片的量子效率高的優(yōu)點基礎上,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

提高成像器件適應目標光強變化的能力,適合光強變化劇烈場合

傳感器做曝光設置,弱光時自動采用長時間曝光,強光時自動采用短時間曝光

5、用工業(yè)相機拍攝,怎樣才算是效果好的圖像?
1.對比度明顯,目標與背景的邊界清晰;
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)相機的信號精度有哪些影響因素?

CCD和CMOS芯片在內部都生成模擬信號,模擬相機和數(shù)字相機之間的主要區(qū)別在于圖像是在哪里被數(shù)字化的。數(shù)字相機在相機里將信號數(shù)字化,然后將信號以數(shù)字方式傳輸給計算機(或圖像處理器)。模擬相機輸出模擬信息,并通過同軸電纜進行傳輸,圖像信號數(shù)字化工作是由計算機完成的。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備(比如電動機或高壓電纜)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傳輸給計算機。數(shù)字信號不受電噪聲影響,因此,數(shù)字相機的動態(tài)范圍更高,能夠向計算機傳輸更精確的信號。數(shù)字相機的典型動態(tài)范圍在55分貝到60分貝之間,而模擬相機則為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。模擬相機的電纜簡單且便宜,在電噪聲導致信號嚴重失真之前能夠將信號可靠的傳輸300米以上。數(shù)字相機傳輸?shù)氖歉邘捫盘?,電纜的長度受電纜中信號衰減(損失)水平的限制。

工業(yè)相機在使用過程中如遇到以上問題,可參照解決。

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