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      使用光學濾光片增強視覺系統圖像對比度

      日期:2019-06-19 / 人氣: / 來源:未知

      使用光學濾光片增強視覺系統圖像對比度
      在機器視覺系統設計中,最重要的是獲得較高的圖像對比度。正確地選擇照明方式、孔徑大小和鏡頭性能,都可以增加圖像對比度及提高系統性能。雖然設計師可能會為了增加系統性能而考慮升級照明及鏡頭,但這種做法會導致系統的成本顯著增加。但是如果設計師評估被成像物體的光譜特性便會發現,只需要使用不同的濾光片,就能以很低的價格大大提高成像品質,同時最大限度地降低對其他設計元素的影響。 根據系統結構和光譜透過率曲線,有一系列的濾光片可供選擇。長波通濾光片設計用于截止短波光線,透射長波光線。短波通濾光片則設計用于透射短波光線,截止長波光線。帶通濾光片透射中心波長光線,截止長波和短波光線。陷波濾光片則與其相反,截止某特定中心波長的光線,并透射長波和短波光線。 彩色玻璃濾光片為視覺系統提供了廉價的、適用于許多應用的對比度改善解決方案,但這僅是在很寬的光譜范圍中區分物體特征,如區分橙色與紫色物體。 干涉濾光片也透射特定波長范圍的光線,但較彩色玻璃濾光片更為精確。干涉濾光片可提供納米級別的精準控制以透射及截止不同波長范圍的光線。中性密度濾光片和偏振濾光片也可為特定成像場景提高性能。 彩色玻璃濾光片 彩色玻璃濾光片所能透射的光譜范圍與其制作過程中所添加的摻雜物相關,不同的摻雜物以及所摻雜的程度,都將決定能透射的光譜范圍以及該濾光片的衰減密度。加入摻雜物后,其余的制作過程都與標準光學玻璃的制造流程一致。 彩色玻璃濾光片是寬光譜應用最具成本效益的解決方案,且性能獨立于光線的入射角度,即使應用于廣角鏡頭或與系統光軸呈傾斜角度,其光學傳輸都不會改變。不過,一般來說彩色玻璃濾光片的透射率曲線較鍍膜干涉濾光片淺,帶通范圍的透射率也不如干涉濾光片,截止與透射波長之間的過渡十分緩慢(圖1)。 圖1:彩色玻璃濾光片一般的透射率曲線較鍍膜干涉濾光片淺,截止與透射波長之間的過渡十分緩慢。 雖然彩色玻璃設計與概念都較為簡單,但卻能大力改善圖像質量。它們能夠有效地縮小視覺系統所能看見的波長范圍,且價格也比類似的干涉濾光片便宜。彩色玻璃濾光片是截止不被納入彩色轉盤之內顏色的理想之選。 干涉濾光片 如果您只是單純希望辨別黃色與紫色平板,您只需使用玻璃濾光片即可。但如果您的應用要求識別十分細微的顏色差異,那么您將需要干涉濾光片,其截止與透射波長之間的過渡十分迅速。 干涉濾光片一般具有較高的光學密度,可以有效截止特定范圍的光線。雖然高光學密度可提高系統的能力,但許多機器視覺應用都不需要這般精確度。一般而言,光密度高于4的濾光片就非常精確,更高只會帶來額外的不必要的成本。 ??艘装罟怆娍萍荚谄湟曈X應用系統中多次使用濾光片,降低客戶使用成本,現已成功開發出藥粒膠囊缺陷檢測、瓶蓋視覺檢測、沖壓件檢測、字符視覺檢測、CNC校正引導、智能視覺點膠、元器件平整度檢測、OPC鼓芯缺陷視覺檢測等多套視覺檢測系統,應用范圍涉及包裝印刷、電子、紡織、汽車制造、煙草、半導體、醫療制藥、現代物流、交通安防等領域。

      作者:seo


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