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工业镜头的简单测评方法

作者:康耐德智能 浏览:260 发表时间:2020-06-18 09:28:51 来源:网络资源

工业镜头和其他镜头(如单反镜头、行车记录仪镜头、手机镜头)在使用、性能、设计、和生产等方面都是有差异的。所以要知道在评测工业镜头的性能时,我们到底要测哪些指标?专业精密的镜头测试仪器可以对一支镜头给出几十页的报告,价格也非常昂贵。作为镜头使用者而非生产者,只用一些简单的工具加算法也能实现镜头评测。


分辨率是[工业镜头]重要参数,描述镜头能看清多少细节。镜头可以看成是一个低通滤波器。信息经过镜头后,带有细节的高频信息会丢失。



测试镜头分辨率,我们需要一个分辨率板。USAF1951可以读取镜头能分辨很细的线宽,我们就可以准确的读出镜头的物方分辨率。物方分辨率跟工作距离远近有关,可以换算成像方分辨率。星标板比USAF1951更加直观,但是不能读数。


一定要把视野中心调至十分清晰,再分别读取中心和四角的读数。注意下,不同的工业镜头对比测试时,要保证光圈和工作距离的一致。测试分辨率至少要测中心和四角5个点,好的镜头四角成像差异不大。对FA镜头来说中心成像肯定优于边缘。


光学上以放大倍率的不准确性的定义畸变,即物象空间的坐标不是线性对应的。一般离视野中心越远放大倍率变化越大。 


但是由于光学畸变不容易准确测量,我们又创造了一个新的定义:TV畸变=H/H

Halcon等图像处理软件在标定畸变时用光学畸变。软件测量畸变大部分用TV畸变。同一支工业镜头,光学畸变的值要大于TV畸变。用软件Imatest测试畸变是较为快速准确的。如果没有条件购买Imatest,可以根据光学畸变的定义写个程序。读取物空间坐标,找出和理论坐标的差异,再除以到中心点的距离,就知道了一个点的畸变值。但光学畸变是非线性的,尤其是混合畸变,可能出现中心枕形边缘桶形畸变。所以要尽可能多的采集点,拟合畸变曲线。


人们常忽视图像中心和边缘的亮度差,这在识别边缘时非常重要,过大的亮度差会导致中心和边缘图像提取特征不稳定。



测试工业镜头相对照度非常简单,找一块较大的亮度均匀的面光源,先想办法验证光源的亮度均匀性。对光源拍照,取中心和边缘区域平均灰度值的差值,再除以中心区域灰度值,就得到了镜头的相对照度。图像的亮度是从中心到周边逐步变暗的,各方向没有差别,所以只要对一个角取值。相对照度是会随着工作距离变化,一般工作距离越近,相对照度越高。光圈越小,亮度越均匀,相对照度越高。


在手机面板的检测应用中,工业镜头的对比度比分辨率更加重要。因为不良点和正常点常常只有个位数的灰度值差异,对比度低的镜头很难将不良点找到。


工业镜头比起安防、单反和车载镜头,对杂光的要求不高。这是因为大部分机器视觉应用打光较均匀,环境稳定,强光直射入镜头的情况比较少。杂光问题比较难解决,不良现象种类多,不同的环境光下,镜头的不良现象会不同。用一个强光手电筒,可以简单测试镜头抗杂光能力。如果在项目中遇到杂光,请试着调整光源角度,或者安装偏振片。实在不行就需要更换镜头。


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