So vermeiden Sie Bewegungsunschärfe
Gaspar van Elmbt
Bewegungsunschärfe kann dazu führen, dassindustrielle Kamera um unscharfe / verschwommene Bilder aufzunehmen. Unscharfe Bilder führen zu ungenauen Messungen, schlechter Fehlererkennung oder falschen Klassifizierungen. Bewegungsunschärfe wird durch Bewegung oder Vibration während des Bildes verursacht Expositionszeit des industrielle Kamera. Wenn sich das Objekt während der Belichtungszeit um mehr als 0,5 Pixel bewegt, weist das Bild Bewegungsunschärfe auf.
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Wie Sie Bewegungsunschärfe vermeiden
Um Bewegungsunschärfe zu vermeiden, muss die Shutter-geschwindigkeit die Szene einfrieren, sodass sich das Objekt während der Belichtungszeit nicht mehr als 0,5 Pixel bewegt. Dies kann erreicht werden, indem die Belichtungszeit der Kamera verkürzt wird. Allerdings wird eine Verkürzung der Belichtungszeit auch das Bild dunkler machen (da weniger Zeit zur Verfügung steht, um Licht einzufangen).
So machen Sie Ihr Setup lichtempfindlicher
Wenn Ihr Bild zu dunkel ist, können Sie einen der folgenden Punkte überprüfen, um die imaging-Einstellungen lichtempfindlicher zu machen:
- Verwenden Sie ein Objektiv mit einer größeren Blende, wenn Sie von einem F2.0 Objektiv zu einem F1.4 Objektiv wechseln, werden Sie doppelt so viel Licht einfangen (bitte beachten Sie, dass die Schärfentiefe verringert wird, wenn Sie eine größere Blende verwenden).
- Verwenden Sie eine Kamera mit großer Pixelgröße. Bei Bildsensoren derselben Produktlinie gilt: Je größer das Pixel, desto mehr Photonen können erfasst werden. Die Verwendung eines Bildsensors mit einem 6,9-µ-Pixel anstelle eines 3,45-µ-Pixels führt zu viermal mehr Licht (3,45 x 3,45 = 10,90 µm², 6,9 x 6,9 = 47,61 µm²). Beim Vergleich von Sensoren verschiedener Produktlinien führt ein größerer Pixel nicht immer zu einem lichtempfindlicheren Pixel, denn je neuer der Bildsensor, desto lichtempfindlicher ist der Pixel bei gleicher Pixelgröße.
- Verwenden Sie die Kamera im Binning-Modus. Die Kamera summiert vier Pixel zu einem neuen Pixelwert. (Die Auflösung der Kamera wird um den Faktor vier reduziert). Dies führt zu einer viermal höheren Lichtempfindlichkeit.
- Verwenden Sie eine Monochrom Kamera. Eine Monochrom Kamera kann bis zu dreimal mehr Licht erfassen als eine Farb Kamera.
- Fügen Sie digitale Verstärkung hinzu, allerdings führt die digitale Verstärkung auch zu Rauschen.
- Fügen Sie zusätzliche Außenleuchten hinzu.
- Wenn Sie Machine Vision Lichter verwenden, könnten Sie versuchen, die Lichter mit einem Stroboskop-Controller zu überblitzen.
- Wenn Sie die Bewegung Ihres Objekts verlangsamen, wird die Bewegungsunschärfe verringert.
So berechnen Sie die Belichtungszeit, um Bewegungsunschärfe zu vermeiden
In diesem Beispiel wollen wir ein Objekt von 1 mm erkennen. Unser Sichtfeld beträgt 320x240mm und wir verwenden eine Kamera mit einer Auflösung von 1280x960mm. Unsere Systemauflösung = FOV / Kameraauflösung = 320/1280 = 0,25 mm/Pixel.
Die Geschwindigkeit des Objekts beträgt 0,6 Meter/Minute = 0,6*1000/60= 10 mm/Sekunde
Das Objekt sollte sich nicht mehr als 0,5 Pixel bewegen und wir haben bereits berechnet, dass 1 Pixel 0,25 mm entspricht. Das Objekt sollte sich also nicht mehr als 0,5*0,25=0,125 mm bewegen. Die Zeit, die das Objekt benötigt, um sich um 0,125 mm zu bewegen, beträgt Bewegungsdistanz/Geschwindigkeit des Objekts = 0,125/10 = 0,0125 Sekunden = 12,5 Millisekunden.
Die maximale Belichtungszeit zur Vermeidung von Bewegungsunschärfe beträgt 12,5 Millisekunden.
Wichtiger Hinweis: Für die Aufnahme von sich bewegenden Objekten ist eine global Shutter Kamera erforderlich. Eine rolling Shutter Kamera liefert verzerrte Bilder (siehe global Shutter vs rolling Shutter).
Wenn Sie weitere Support bei der Berechnung der richtigen Belichtungszeit in Ihrem Setup benötigen, um Bewegungsunschärfe zu vermeiden, bitte kontaktieren Sie uns.
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