石鑫华视觉 发表于 2014-5-16 21:43:13

Basler acA640-120gm工业相机性能评测-边缘梯度测试

Basler acA640-120gm工业相机性能评测-边缘梯度测试

测评硬件平台: http://visionbbs.com/data/uploads/allimg/140513/2-140513155342.jpg
测试硬件如上图所示,包含了以下硬件:
工业镜头:Computar M3514-MP
工业相机:Basler acA640-120gm
图像采集卡:四通道Intel GIGE千兆网卡
机器视觉光源:条形光源-17040-W
光源控制器:模拟控制器-2424-1CH
标准色卡:X-Rite 24色标准色卡
被测对象: http://visionbbs.com/data/uploads/allimg/140513/2-140513155343.jpg
Basler acA640-120gm
http://visionbbs.com/data/uploads/allimg/140513/2-140513155345.jpg
Basler acA640-120gm
http://visionbbs.com/data/uploads/allimg/140513/2-140513155346.jpg
Basler acA640-120gm 接口
http://visionbbs.com/data/uploads/allimg/140513/2-140513155347.jpg
Basler acA640-120gm芯片(1/4’CCD)
Basler acA640-120gm是一款30万像素CCD工业相机,图像传感器为索尼ICX618,1/4’逐行全局曝光CCD传感器。分辨率659 x 494,最大帧率120FPS,镜头接口C接口,数据接口GIGE千兆网口。
本次测试,主要测试连接镜头时,单像素点的灰度变化情况。这类测试,主要评估相机的暗电流影响或抑制噪声的能力。如果其它条件均不变的情况下,对相机进行连续图像采集,测量一个固定的点的灰度值,其变化范围越大,则说明像素的跳变越大,则其连续均匀性则越差。理想的情况是希望相机在其它条件均不变的情况下,上一次图像跟下一次图像能一模一样。这对于产品的重复性测试是非常重要的。 http://visionbbs.com/data/uploads/allimg/140513/2-140513155348.jpg
Computar M3514MP
测试软件为石鑫华视觉编写的相机性能测试软件。下面来看测试结果数据:
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位置1连续运行1000次结果
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位置1连续运行3000次结果
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位置1连续运行5000次结果
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位置1连续运行7000次结果
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位置1连续运行10000次结果
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位置1连续运行15000次结果
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位置1连续运行20000次结果
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位置1连续运行40000次结果
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位置1连续运行60000次结果
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位置1连续运行80000次结果
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位置1连续运行100000次结果
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位置1连续运行1000000次结果

次数梯度均值梯度最大值梯度最小值梯度差梯度标准差梯度方差
1000130.65136.33125.6710.671.652.72
3000130.94136.3312511.331.722.97
5000130.55136.33124.6711.671.722.96
7000130.79136.33124.6711.671.672.81
10000130.64137124.6712.331.62.56
15000130.05137124.6712.331.632.65
20000131.58137124.6712.331.642.73
40000130.28138.33124.6713.671.582.5
60000129.13138.3312315.331.743.03
80000127.75138.33120.6717.671.582.49
100000126.56138.33120.6717.671.722. 94
1000000127.09144.67120.3324.331.562. 43

注:以上图像左上角的标准色卡其灰度值为200。
从上面的数据可以看到,左上角的梯度差至少在10以上,最大的可以达到 24.33。这给我们一些边缘分析函数给出一些参考意见,边缘阈值,需要设置在当前最大阈值-25的值附近,才可能有比较好的保证。如上面的最大值梯度为144.67,减去25,则为120,与刚才比最小的120.67略小一点点,勉强可以找到边缘点。如果设置的边缘阈值大于120.67,那么那次梯度值时,则找不到边缘点。 http://visionbbs.com/data/uploads/allimg/140516/2-140516213J9-51.jpg
位置2连续运行1000次结果
http://visionbbs.com/data/uploads/allimg/140516/2-140516213K0.jpg
位置2连续运行3000次结果
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位置2连续运行5000次结果
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位置2连续运行7000次结果

次数梯度均值梯度最大值梯度最小值梯度差梯度标准差梯度方差
100036.6739.6733.336.330.980.97
300036.6939.6733.336.331.031.07
500036.5739.6733.336.330.960.91
700036.5839.6733.336.330.970.93

http://visionbbs.com/data/uploads/allimg/140516/2-140516213K1-50.jpg
位置3连续运行1000次结果
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位置3连续运行3000次结果
http://visionbbs.com/data/uploads/allimg/140516/2-140516213K2.jpg
位置3连续运行5000次结果
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位置3连续运行7000次结果

次数梯度均值梯度最大值梯度最小值梯度差梯度标准差梯度方差
100093.579889.338.671.331.78
300093.7398.33899.331.442.07
500093.3498.6786.67121.381.9
700093.4698.6786.67121.442.09

http://visionbbs.com/data/uploads/allimg/140516/2-140516213K3.jpg
位置4连续运行1000次结果
http://visionbbs.com/data/uploads/allimg/140516/2-140516213K3-50.jpg
位置4连续运行3000次结果
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位置4连续运行5000次结果
http://visionbbs.com/data/uploads/allimg/140516/2-140516213K4.jpg
位置4连续运行7000次结果

次数梯度均值梯度最大值梯度最小值梯度差梯度标准差梯度方差
100035.93393360.930.87
300035.853932.676.330.910.83
500035.8139.3332.676.670.890.8
700035.8839.3331.677.670.960.92

以上数据为运行次数前200次采样得到的结果。标准差、方差,可以反应采样数据的均匀性。均值是当前200次采样的平均值。同样的光照环境、光圈环境(即灰度均匀基本一致的情况下),梯度均值越大,表示当前的相机成像时的对比度越好。最大值、最小值,是200次采样中的出现的最大和最小值,差则是最大值-最小值,反应像梯度变化的范围,差值越小,则说明像素控制噪声能力越好,这个值与像素值的大小有关,例如全黑或全白时,其值要小许多,特别当相机饱和全白时,是没有变化的。标准差、方差越小,表示数据越均匀。
如上数据,当灰度值为200的色卡边缘处的梯度值为130左右,而其梯度的差值约在10~25之间。而位置2处的梯度则约为36左右,这时的梯度差为6左右,在这种低对比度环境下,则至需要考虑将梯度设置成36-6=30以下,才可能保证一定能找到边缘。但是如果将梯度设置过低时,可能会有找不准的情况发生。
从位置1的数据可以看到。当相机运行次数较大时(一百万次),其可能的变化范围是比较大的,这时需要考虑这些较大的变化给图像处理中带来的变化影响。


林羽龙 发表于 2014-9-26 15:56:29

对于这么好的帖子,不点个赞太对不起楼主了。:D
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