Czy znasz zniekształcenia w widzeniu maszynowym?

Czy kiedykolwiek natknąłeś się na zniekształcony obraz? Przedmiot, który powinien być prosty, staje się zakrzywiony, nawet krawędzie są zakrzywione. Jest to rzeczywiście spowodowane zniekształceniami soczewki, które powodują, że obraz przedmiotu jest zniekształcony, ale nie ma wpływu na ostrość.

Istnieją dwa główne rodzaje zniekształceń optycznych w systemach widzenia maszynowego: zniekształcenie radialne i zniekształcenie styczne. Zrozumienie ich przyczyn, efektów i metod korekcji jest kluczowe dla zapewnienia wiarygodnych wyników inspekcji wizualnej.

1. Distorsja radialna i distorsja styczna

Wśród nich, deformacja spowodowana tym, że soczewka nie jest równoległa do powierzchni obrazu z powodu błędów montażu nazywana jest distorsją styczną, która spowoduje zniekształcenie centrum i krawędzi obrazu, a poziome lub pionowe linie obrazu stanie się zakrzywione. Distorsja radialna jest spowodowana kształtem i procesem soczewki. Im bliżej krawędzi soczewki, tym poważniejsze są zniekształcenia. Ogólnie rzecz biorąc, wypukła distorsja radialna nazywana jest distorsją beczkową, a wklęsła - distorsją poduszeczkową.

2. Konieczność korekcji zniekształceń

W aplikacjach zależnych od precyzji, takich jak metrologia przemysłowa lub automatyczna kontrola jakości, niepoprawione zniekształcenia mogą prowadzić do katastrofalnych błędów pomiarowych. Odchylenie o nawet kilka pikseli może odpowiadać znaczącym niezgodnościom wymiarowym w jednostkach rzeczywistego świata. W związku z tym korekcja zniekształceń staje się niezbędna dla systemów podejmowania decyzji opartych na obrazach.

3. Hybrydowe Strategie Korekty

Ponieważ zniekształcenie jest wrodzoną cechą systemów optycznych, pełna eliminacja pozostaje niedościgniona. Jednak kombinacja dostosowań sprzętowych i metod obliczeniowych może zmniejszyć jej wpływ:

Solutions sprzętowe dla zniekształceń stycznych

Korekta zniekształceń stycznych dotyczy przede wszystkim mechanicznej rekalicacji. Przez ponowne umieszczenie soczewki w celu osiągnięcia idealnej równoległości z czujnikiem.

Oprogramowanie Solutions dla zniekształceń promieniowych

Skrzynkowa deformacja jest zazwyczaj poprawiana za pomocą oprogramowania. Współczynnik deformacji obiektywu jest wyliczany, a następnie przetwarzany przez oprogramowanie.

Przy pomocy kalibracji kamery (np. korzystając z wzorów szachowych) te parametry są obliczane i stosowane do ponownego mapowania zniekształconych pikseli na ich teoretyczne pozycje.

C wniosek: Balansowanie optyki i obliczeń

Chociaż zniekształcenia obiektywu stanowią trwałe wyzwania w widzeniu maszynowym, ich efekty mogą być systematycznie zarządzane. Deformacja styczna wymaga dokładnego dopasowania sprzętu, podczas gdy deformacja promieniowa wymaga zaawansowanej korekcji oprogramowania. Poprzez integrację obu podejść inżynierowie mogą przywrócić geometryczną wierność obrazom, co gwarantuje, że systemy widzenia dostarczają dokładności potrzebnej w nowoczesnych aplikacjach przemysłowych.