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双远心镜头的神奇应用
发布时间:2015-08-07

随着机器视觉在工业生产中的应用越来越广泛,检测需求对视觉算法的要求越来越高,目前的软件精度和效率已经跟不上复杂工况的需求,慢慢的呈现出阻碍机器视觉发展脚步的趋势,这一现象让人痛心疾首。

大家知道,要想迅速准确的取得图片中需要的信息,对其进行去噪等预处理算法是必须的,市面上目前有林林总总的算法研究,试图从取得的图像中最快最便捷的得到结果,但测试一下就会发现其有这样那样的弊端,不是需要的时间太长,就是执行后导致误检率很高,总之这一问题始终不能得到完美的解决。而实际上,这些都是治标不治本的行为,如果我们得到的图像本身就边缘分明,尽可能的减少噪声,那么对这一类算法的需求就变得很简单甚至可以直接忽略,本文就将提出一种革命性的办法——双远心镜头,使得这一类问题从根源上得到解决。

首先,我们来看几幅用双远心镜头取得的图像: 

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从这些让人惊叹的图像中就可以看到,在进行图像处理的过程中,从检测边缘到特征的获取,远心镜头给出的图像非常的清楚、绝对、边缘准确。直接进行二值化,省去所有的图像预处理,即可直接获得我们需要的信息,在图一中是瓶子的边缘是否有瑕疵,图二中是码盘样品是否有裂痕,图三是轴承的拐脚度是够一致,图四是弹簧是否连续、粗细是否一致等。

为什么会出现这样神奇的效果呢,这要从双远心镜头的原理说起。以下是双远心镜头的原理图:

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由图可知,双远心镜头通过在镜头中间放置光阑,使得进出镜头的光线均为平行光,其他光线被光阑遮挡,无法到达成像芯片。这样做可以达到以下效果:

景深问题:普通镜头的景深比较小,当需要测量的物体在镜头纵深方向超出其范围,检测或检测无法进行。

放大倍率问题:放大倍率随作距离变化而发生变化。当我们的视觉系统被用来执行精密测量任务时,这一特性会导致不可容忍的误差。

分辨率问题:普通工业镜头分辨率跟不上芯片分辨率提高的脚步,其受制于其光学成像的原理,最好的也只能做到10um左右,最多可配合1000W像素的相机使用,满足不了现在高分辨率相机和高精度测量检测的要求。

以上这些特点就完美的解释了双远心镜头的神奇效果,由此可以想象,双远心镜头将会在机器视觉自动化行业大展拳脚,大有作为。

最后,此方法的提出和实践者是国内领先的机器视觉产品研发生产厂家,维视图像。维视图像是一家基于机器视觉及数字图像处理技术的中国领先的工业数字图像采集产品、图像处理算法软件及机器视觉研究开发平台开发商、分销商及服务提供商。主营业务包括工业数字相机、图像采集卡、机器视觉图像处理算法软件及视觉图像研究开发平台。公司已成功将图像采集及处理产品、机器视觉研究实验开发平台设备推广及引导到以视觉品质管理的工业自动化视觉检测设备及科学研究领域。在不久的将来,维视图像将愿意与大家一起在双远心镜头方面达成更多的合作。


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