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Basler acA640-120gm工业相机性能评测-边缘梯度测试
测评硬件平台：
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：
Basler acA640-120gm
Basler acA640-120gm
Basler acA640-120gm 接口
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。
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：
位置1连续运行1000次结果
位置1连续运行3000次结果
位置1连续运行5000次结果
位置1连续运行7000次结果
位置1连续运行10000次结果
位置1连续运行15000次结果
位置1连续运行20000次结果
位置1连续运行40000次结果
位置1连续运行60000次结果
位置1连续运行80000次结果
位置1连续运行100000次结果
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 | | 1000 | 130.65 | 136.33 | 125.67 | 10.67 | 1.65 | 2.72 | | 3000 | 130.94 | 136.33 | 125 | 11.33 | 1.72 | 2.97 | | 5000 | 130.55 | 136.33 | 124.67 | 11.67 | 1.72 | 2.96 | | 7000 | 130.79 | 136.33 | 124.67 | 11.67 | 1.67 | 2.81 | | 10000 | 130.64 | 137 | 124.67 | 12.33 | 1.6 | 2.56 | | 15000 | 130.05 | 137 | 124.67 | 12.33 | 1.63 | 2.65 | | 20000 | 131.58 | 137 | 124.67 | 12.33 | 1.64 | 2.73 | | 40000 | 130.28 | 138.33 | 124.67 | 13.67 | 1.58 | 2.5 | | 60000 | 129.13 | 138.33 | 123 | 15.33 | 1.74 | 3.03 | | 80000 | 127.75 | 138.33 | 120.67 | 17.67 | 1.58 | 2.49 | | 100000 | 126.56 | 138.33 | 120.67 | 17.67 | 1.72 | 2. 94 | | 1000000 | 127.09 | 144.67 | 120.33 | 24.33 | 1.56 | 2. 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。
位置2连续运行1000次结果
位置2连续运行3000次结果
位置2连续运行5000次结果
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 | | 1000 | 36.67 | 39.67 | 33.33 | 6.33 | 0.98 | 0.97 | | 3000 | 36.69 | 39.67 | 33.33 | 6.33 | 1.03 | 1.07 | | 5000 | 36.57 | 39.67 | 33.33 | 6.33 | 0.96 | 0.91 | | 7000 | 36.58 | 39.67 | 33.33 | 6.33 | 0.97 | 0.93 |
位置3连续运行1000次结果
位置3连续运行3000次结果
位置3连续运行5000次结果
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 | | 1000 | 93.57 | 98 | 89.33 | 8.67 | 1.33 | 1.78 | | 3000 | 93.73 | 98.33 | 89 | 9.33 | 1.44 | 2.07 | | 5000 | 93.34 | 98.67 | 86.67 | 12 | 1.38 | 1.9 | | 7000 | 93.46 | 98.67 | 86.67 | 12 | 1.44 | 2.09 |
位置4连续运行1000次结果
位置4连续运行3000次结果
位置4连续运行5000次结果
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 | | 1000 | 35.93 | 39 | 33 | 6 | 0.93 | 0.87 | | 3000 | 35.85 | 39 | 32.67 | 6.33 | 0.91 | 0.83 | | 5000 | 35.81 | 39.33 | 32.67 | 6.67 | 0.89 | 0.8 | | 7000 | 35.88 | 39.33 | 31.67 | 7.67 | 0.96 | 0.92 |
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。
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发表于 2014-5-16 21:43:13
发表于 2014-9-26 15:56:29
