区域扫描相机_单芯片彩色相机
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施努卡蘇州博猫有限公司 2021-01-07 9166 0


很多應用隻有彩色相機才能解決。

單色圖像的信息隻能使用8位灰度來區分256個不同的灰度陰影,隻要有足夠的亮度差/,則絕對适用于許多應用程序以檢測錯誤,進行狀态檢查和測量任務。測試區域之間的對比。在下面的圖像中,例如,水果可以與背景清晰地區分開。最終圖像中的灰色陰影取決于顔色的飽和度和亮度,但同時也強烈取決于表面的反射率。

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然而,當使用相似的亮度檢查和區分相鄰區域時,問題會很快發生。現在,可以通過附加的顔色信息來清楚地區分彩色測試特性,這些特性在使用單色相機時可能會産生相同的灰色陰影(例如,淺藍色和淺綠色)。

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單芯片彩色相機可以用作執行簡單的任務,它們能夠通過3 * 8位RGB提供基本更多的信息。從理論上講,這相當于1670萬種不同的顔色等級。

市場上有大量彩色相機版本,可提供合理的色彩質量。在許多情況下,它們并不比單色同類産品貴。

彩色相機的典型用途

  1. 不斷改變測試對象的顔色

  2. 圖像中同時具有許多不同的顔色,否則這些顔色将無法區分

  3. 盡可能逼真地描繪,再現和記錄圖像,就像人們也會看到它們一樣

  4. 監視,顔色編碼檢查和對象的色度測量

  5. 印刷部/印刷品

使用單芯片彩色相機解決了許多彩色應用。在需要高色彩保真度和高色調差異的關鍵應用中,優先使用三芯片彩色相機。

拜耳馬賽克的功能原理

與單色傳感器相比,每個像素應用了附加的透明濾色器。這些濾光片的作用是,傳感器的各個光活動區域對可見光的波長具有不同的響應。由于僅紅色,綠色或藍色分量作為每個像素的信息提供,因此軟件方法必須确定缺失的顔色分量才能獲得“ RGB像素”。

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與單色傳感器相比,每個像素應用了附加的透明濾色器。這些濾光片的作用是,傳感器的各個光活動區域對可見光的波長具有不同的響應。由于僅紅色,綠色或藍色分量作為每個像素的信息提供,因此軟件方法必須确定缺失的顔色分量才能獲得“ RGB像素”。

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彩色圖像

根據拜耳圖像計算得出的圖像包含顔色信息。拜耳模式引起的細節分辨率損失。物體邊緣上的插值問題和僞像。

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拜耳原始圖像

不帶顔色插值的拜耳圖像:由單芯片顔色傳感器創建的RGB顔色馬賽克可自然生成R / G / B像素不同亮度的灰度圖像。圖片看起來已光栅化。

傳輸顔色信息

最先進的工業彩色攝像機通常可以不同的“顔色格式”傳輸數據:

  1. RGB:對于RGB照相機,圖像的拜耳顔色轉換在照相機電子設備的FPGA上完成,因此照相機傳輸24位顔色信息。

  2. YUV:在某些情況下,可以發送經過YUV編碼的信号以進行數據縮減,該傳輸僅需要16位即可進行傳輸。

  3. 拜耳原始數據:但是,當發送單色原始拜耳圖像并将其轉換為圖像采集卡或通過PC上的軟件時,數據傳輸率最低。

與黑白相機相比的不良影響

彩色攝像機僅在真正需要顔色信息進行評估的地方使用。不過還是有很多使用黑白相機:

  1. 由于采用了單片彩色攝像機的彩色插值技術,如果細節太細,用戶将損失超過30%的分辨率。拜耳插值會在對象邊緣産生邊緣效果和僞彩色,使用具有相同分辨率的單色或三芯片彩色照相機,可以檢測到較小的結構。使用單色相機時,測量總是更加準确(請參見下圖中的網格線和條形圖)。

  2. 視數據格式而定,圖像傳輸速率和數據量通常遠高于單色相機。

  3. 高光損耗:與單色相機相比,像素上的濾色鏡可将靈敏度降低多達75%。這對于需要短曝光時間的應用而言至關重要。

  4. 彩色攝像機具有相似亮度的情況下單色攝像機的解決方法:使用單色攝像機時,可以使用彩色照明來使測試對象的單色變亮或變暗,因此仍然可以區分。這樣,可以避免使用彩色相機。

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彩色圖像(單芯片)

圖像包含顔色信息,但失去了由Bayer Pattern引起的細節分辨率,并在對象邊緣顯示了一些不正确的細節信息。

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單色影像

比單芯片彩色區域相機傳感器更高的有效分辨率。區分紅色,綠色和藍色是單色圖像是困難的。

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  1. 彩色相機傳感器通常配備有日光帶通濾光片,該濾光片可阻擋UV和IR輻射,以避免出現錯誤信息。例如,通過使用鹵素燈作為照明,由于紅外輻射将被解釋為附加的“紅色”,因此會産生非常紅的圖像。如果未安裝這種濾光鏡,則可以将其擰緊到光學元件上。

  2. 在大多數情況下,相機不會檢測到光的直接發射,而是會檢測到零件上光的吸收,反射,反射等産生的顔色。如果零件的表面傾斜,則顔色的亮度可能會發生變化,這可由相機檢測到。

  3. 開啟照明後,入射光還會随時間變化很大:例如,在熒光燈的情況下,在系統開啟階段的前20分鐘内,亮度會有明顯變化。開機後預熱時,白色LED也會顯示亮度效果。

  4. 每種照明都會随着時間的流逝而老化,發出的光越來越少,并且其色溫會随時間變化。這也可能導緻顔色檢查期間測量的顔色值發生偏移。通過閃光燈控制器或循環更換燈組中的幾盞燈,或及早更換鹵素燈和熒光燈,可以穩定LED的使用壽命和色溫,這可能會有所幫助。另一種解決方案是通過校正相機的曝光時間來實現新的白平衡和亮度調節。


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