Como evitar o desfoque de movimento
Gaspar van Elmbt
O desfoque de movimento pode fazer com que a câmera industrial capture imagens desfocadas ou tremidas. Imagens desfocadas resultam em medições imprecisas, deteção de falhas incorreta ou classificações erradas. O desfoque de movimento é causado por movimento ou vibração durante o tempo de exposição da câmera industrial. Quando o objeto se move mais de 0,5 pixel durante o tempo de exposição, a imagem apresentará desfoque de movimento.
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Como evitar o desfoque de movimento?
Para evitar o desfoque de movimento, a velocidade do shutter deve congelar a cena, de modo que o objeto não se desloque mais de 0,5 pixel durante o tempo de exposição. Isto pode ser conseguido reduzindo o tempo de exposição da câmera. No entanto, reduzir o tempo de exposição também tornará a imagem mais escura (pois há menos tempo para captar luz).
Como tornar a sua configuração mais sensível à luz
Se a sua imagem estiver demasiado escura, pode verificar um dos seguintes pontos para tornar a configuração de imagem mais sensível à luz:
- Utilize uma lente com uma abertura maior; ao mudar de uma lente F2.0 para uma lente F1.4, irá captar o dobro da luz (note que a profundidade de campo será reduzida ao utilizar uma abertura maior)
- Utilize uma câmera com tamanho de píxel grande. Ao analisar sensores de imagem da mesma linha de produtos, quanto maior o píxel, mais fotões podem ser captados. Utilizar um sensor de imagem com um píxel de 6,9µ em vez de 3,45µ resultará em quatro vezes mais luz (3,45*3,45=10,90µm² , 6,9*6,9=47,61µm²). Ao comparar sensores de linhas de produtos diferentes, um píxel maior nem sempre resulta num píxel mais sensível à luz, pois quanto mais recente for o sensor de imagem, mais sensível à luz é o píxel para o mesmo tamanho de píxel.
- Utilize a câmera em modo binning. A câmera soma quatro píxeis para obter o novo valor do píxel. (A resolução da câmera será reduzida por um fator de quatro). Isto resultará numa sensibilidade à luz quatro vezes superior
- Utilize uma câmera monocromática. Uma câmera monocromática pode captar até três vezes mais luz do que uma câmera a cores.
- Adicione ganho digital, no entanto, o ganho digital também introduz ruído.
- Adicione luzes externas adicionais.
- Se utilizar luzes de machine vision, pode tentar sobrepor o estroboscópio das luzes utilizando um controlador de estroboscópio
- Abrandar o movimento do seu objeto irá diminuir o desfoque de movimento.
Como calcular o tempo de exposição para evitar o desfoque de movimento
Neste exemplo, pretendemos detetar um objeto de 1mm. O nosso campo de visão é de 320x240mm e utilizamos uma câmera com uma resolução de 1280x960mm. A nossa resolução do sistema = campo de visão / resolução da câmera = 320/1280=0,25mm/pixel.
A velocidade do objeto é de 0,6 metros/minuto = 0,6*1000/60= 10mm/segundo
O objeto não deve mover-se mais do que 0,5 pixel e já calculámos que 1 pixel corresponde a 0,25mm. Assim, o objeto não deve mover-se mais do que 0,5*0,25=0,125mm. O tempo necessário para o objeto percorrer 0,125mm é distância de movimento / velocidade do objeto = 0,125/10= 0,0125 segundos = 12,5 milissegundos.
O tempo máximo de exposição para evitar o desfoque de movimento é de 12,5 milissegundos.
Nota importante: para captar objetos em movimento é necessária uma câmera com global shutter. Uma câmera com rolling shutter irá produzir imagens distorcidas (ver global shutter vs rolling shutter).
Se necessitar de suporte adicional para calcular o tempo de exposição correto na sua configuração, de modo a evitar o desfoque de movimento, por favor contacte-nos.
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Especialista em Machine vision
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