Computar/Fujifilm/Kokar/Pentax/VST25mm标准工业镜头畸变评测

石鑫华视觉

多品牌25mm工业镜头畸变评测
本期测试，主要针对多种品牌规格的标准25mm工业镜头的畸变进行评测。镜头是有畸变的，而且基本畸变不可完全消除，只能降低。当然在条件允许的情况下，是希望畸变越小越好呀。一般情况下，镜头的畸变明显的地方，都是在边缘位置。所以，我们测量的位置也一般是在边缘位置，主要是测一条直线，看其在边缘位置的直线度。参与本期测试的工业镜头分别是Computar M2514-MP2、Fujifilm HF25HV-1B、Kokar MP2514C2、Pentax C2514-M、VST LD2514N、VST SV-2514H。
评测基本硬件：
工业相机：AVT Guppy Pro F-201B，200万像素，1/1.8’CCD，14FPS，C接口
面光源：华视HFL-100100-B，有效发光面积100*100mm，蓝色面光源。使用蓝色光源可以获得更好的分辨率。
控制器：华视APS-2424-2CH，2通道模拟控制器。
评测基本环境：
工作距离：基本在180mm左右。较长的镜头工作距离在170mm，较短的镜头工作距离约185mm。
拍摄视野：56mm*42mm~50mm*38mm，不同镜头在180mm距离时，因为其长度不同，以及视场角不同，对视野会略有影响。
视野平均灰度值：128左右
评测软件：石鑫华出品镜头性能评测软件
首先来看一下各镜头拍摄的畸变原始畸变图像：

                               
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Computar M2514-MP2工业镜头畸变

                               
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Fujifilm HF25HV-1B工业镜头畸变

                               
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Kokar MP2514C2工业镜头畸变

                               
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Pentax C2514-M工业镜头畸变

                               
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VST LD2514N工业镜头畸变

                               
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VST SV-2514H工业镜头畸变

从原始畸变图像看，是看不出什么的差别，感觉直边都很直。下面再看一下，测试效果分析图像，这里每个图像都测了左边的一个垂直边和底边的一个水平边：

                               
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Computar M2514-MP2畸变分析图像-垂直

                               
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Computar M2514-MP2畸变分析图像-水平

                               
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Fujifilm HF25HV-1B畸变分析图像-垂直

                               
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Fujifilm HF25HV-1B畸变分析图像-水平

                               
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Kokar MP2514C2畸变分析图像-垂直

                               
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Kokar MP2514C2畸变分析图像-水平

                               
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Pentax C2514-M畸变分析图像-垂直

                               
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Pentax C2514-M畸变分析图像-水平

                               
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VST LD2514N畸变分析图像-垂直

                               
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VST LD2514N畸变分析图像-水平

                               
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VST SV-2514H畸变分析图像-垂直

                               
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VST SV-2514H畸变分析图像-水平

从上面的图像可以看到一些大概的情形，Computar M2514-MP2以及VST SV-2514H的水平线测量、垂直线测量的效果要好一些，测量曲线相对比较平直。下面再来看一下具体的数据，首先看垂直线的数据分析

测试项目	Computar M2514-MP2	Fujifilm HF25HV-1B	Kokar MP2514C2	Pentax C2514-M	VST LD2514N	VST SV-2514H
测试次数	1132	293	378	30	377	667
直线角度	-0.22	0.13	0.08	-0.18	0.05	-0.12
直线分值	274.51	270.59	333.33	286.27	360.78	290.2
分值最大值	282.35	270.59	337.25	298.04	364.71	301.96
分值最小值	247.06	227.45	313.73	282.35	356.86	192.16
分值差	35.29	43.14	23.53	15.69	7.84	109.8
分值平均值	274.86	249.59	328.96	288.17	360.8	288.94
分值方差	14.09	105.86	13.32	9.09	0.08	4.29
分值标准偏差	3.75	10.29	3.65	3.02	0.28	2.07
直线度	0.21	0.13	0.08	0.14	0	0.17
直线度最大值	0.31	0.21	0.1	0.15	0.01	0.23
直线度最小值	0.16	0.12	0.07	0.1	0	0
直线度差	0.14	0.08	0.03	0.04	0	0.23
直线度平均值	0.2	0.16	0.08	0.13	0	0.14
直线度方差	0	0	0	0	0	0
直线度标准偏差	0.03	0.02	0.01	0.01	0	0.02
信噪比	36.39	35.52	37.2	33.41	33.71	42.7
信噪比最大值	38.51	37.44	42.8	35.29	34.46	81.94
信噪比最小值	35.33	33.66	35.48	33.17	32.24	13.9
信噪比差	3.19	3.78	7.31	2.11	2.23	68.04
信噪比平均值	36.71	35.45	36.93	34.25	33.31	45.92
信噪比方差	0.19	0.44	0.65	0.23	0.14	52.09
信噪比标准偏差	0.44	0.66	0.8	0.48	0.38	7.22

再来看一下水平直线的数据

测试项目	Computar M2514-MP2	Fujifilm HF25HV-1B	Kokar MP2514C2	Pentax C2514-M	VST LD2514N	VST SV-2514H
测试次数	585	389	348	86	551	397
直线角度	-0.07	0.21	-0.01	-0.01	0.01	0.06
直线分值	254.9	243.14	243.14	254.9	333.33	247.06
分值最大值	262.75	247.06	266.67	258.82	337.25	254.9
分值最小值	243.14	196.08	235.29	250.98	329.41	223.53
分值差	19.61	50.98	31.37	7.84	7.84	31.37
分值平均值	250.14	235.55	254.94	255.18	333.35	246.27
分值方差	16.06	138.81	93.35	2.82	0.08	18.55
分值标准偏差	4.01	11.78	9.66	1.68	0.28	4.31
直线度	0.18	0.15	0.12	0.15	0.01	0.2
直线度最大值	0.2	0.26	0.15	0.19	0.01	0.29
直线度最小值	0.17	0.14	0.1	0.14	0.01	0.14
直线度差	0.03	0.12	0.06	0.05	0	0.14
直线度平均值	0.18	0.17	0.12	0.14	0.01	0.2
直线度方差	0	0	0	0	0	0
直线度标准偏差	0.01	0.03	0.02	0.01	0	0.02
信噪比	27.15	26.84	25.67	27.01	27.16	27.46
信噪比最大值	27.89	27.98	26.32	28.03	27.43	28.11
信噪比最小值	25.51	26.29	25.08	26.9	26.18	26.35
信噪比差	2.38	1.69	1.24	1.12	1.25	1.76
信噪比平均值	26.9	27.18	25.66	27.4	26.77	27.14
信噪比方差	0.17	0.1	0.05	0.05	0.04	0.09
信噪比标准偏差	0.42	0.32	0.22	0.23	0.2	0.3

上面的数据分析中，直观的结果分析项目有直线分值（越高越好）、直线度（越低越好）、信噪比（越高越好）。从不同的数据分析，可能不同的镜头会有不同的性能。相对来讲，对于一条直线，直线分值和直线度，要更好分析一些。而信噪比则是表现直线上有效边缘点与噪声干扰点之间的关系，如果在找边时，遇到多个干扰点，则可能会引起信噪比严重下降。通过上面的数据分析，可以看到VST LD25N的畸变效果是最好的，无论是水平直线还是垂直直线，直线分值300以上，直线度更是接近0。其它的5种镜头，则有些项目可能最差，有些项目可能又会比较好。
通过上面的结果分析，如果是需要做一些边缘位置找直边的测试项目，那么使用VST LD25N效果会好很多。而且从实际测试应用来看，其边缘位置在连续测量时，角度变化非常小，而其它的几种镜头，测量时角度都会有一定的变化，如-0.05~+0.05这样的范围都是有可能的。而角度的变化，对于找边来讲，是一个很重要的因为，涉及到项目的稳定性。

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