

工业镜头最简单的专业评测方法
- 分类:行业资讯
- 作者:
- 来源:
- 发布时间:2023-04-14 15:44
- 访问量:
【概要描述】工业镜头和其他镜头(如单反镜头、行车记录仪镜头、手机镜头)在使用、性能、设计、和生产等方面都是有差异的。所以要知道在评测工业镜头的性能时,我们到底要测哪些指标?专业精密的镜头测试仪器可以对一支镜头给出几十页的报告,价格也非常昂贵。作为镜头使用者而非生产者,只用一些简单的工具加算法也能实现镜头评测。
工业镜头最简单的专业评测方法
【概要描述】工业镜头和其他镜头(如单反镜头、行车记录仪镜头、手机镜头)在使用、性能、设计、和生产等方面都是有差异的。所以要知道在评测工业镜头的性能时,我们到底要测哪些指标?专业精密的镜头测试仪器可以对一支镜头给出几十页的报告,价格也非常昂贵。作为镜头使用者而非生产者,只用一些简单的工具加算法也能实现镜头评测。
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工业镜头和其他镜头(如单反镜头、行车记录仪镜头、手机镜头)在使用、性能、设计、和生产等方面都是有差异的。所以要知道在评测工业镜头的性能时,我们到底要测哪些指标?专业精密的镜头测试仪器可以对一支镜头给出几十页的报告,价格也非常昂贵。作为镜头使用者而非生产者,只用一些简单的工具加算法也能实现镜头评测。
1.分辨率
分辨率是工业镜头最重要的参数,描述镜头能看清多少细节。镜头可以看成是一个低通滤波器。信息经过镜头后,带有细节的高频信息会丢失。
测试镜头分辨率,我们首先需要一个分辨率板。USAF1951可以读取镜头能分辨最细的线宽,我们就可以准确的读出镜头的物方分辨率。物方分辨率跟工作距离远近有关,最好换算成像方分辨率。星标板比USAF1951更加直观,但是不能读数。
一定要把视野中心调至最清晰,再分别读取中心和四角的读数。注意下,不同的镜头对比测试时,要保证光圈和工作距离的一致。测试分辨率至少要测中心和四角5个点,好的镜头四角成像差异不大。对FA镜头来说中心成像肯定优于边缘。
两款同样规格不同生产厂商的镜头
第一个镜头有明显的场曲即中心和周边不同步
2.畸变
光学上以放大倍率的不准确性的定义畸变,即物象空间的坐标不是线性对应的。一般离视野中心越远放大倍率变化越大。
但是由于光学畸变不容易准确测量,我们又创造了一个新的定义:TV畸变=△H/H。
Halcon等图像处理软件在标定畸变时用光学畸变。软件测量畸变大部分用TV畸变。同一支镜头,光学畸变的值要大于TV畸变。用软件Imatest测试畸变是最快速准确的。如果没有条件购买Imatest,可以根据光学畸变的定义写个程序。读取物空间坐标,找出和理论坐标的差异,再除以到中心点的距离,就知道了一个点的畸变值。但光学畸变是非线性的,尤其是混合畸变,可能出现中心枕形边缘桶形畸变。所以要尽可能多的采集点,拟合畸变曲线。
Imatest测试畸变
三个不同镜头的畸变曲线
最简单的办法就是用棋盘格标定板直接肉眼看,甚至用尺子放在视野边缘看弯曲程度。
3.相对照度
人们常忽视图像中心和边缘的亮度差,这在识别边缘时非常重要,过大的亮度差会导致中心和边缘图像提取特征不稳定。
测试镜头相对照度非常简单,找一块较大的亮度均匀的面光源,先想办法验证光源的亮度均匀性。对光源拍照,取中心和边缘区域平均灰度值的差值,再除以中心区域灰度值,就得到了镜头的相对照度。图像的亮度是从中心到周边逐步变暗的,各方向没有差别,所以只要对一个角取值。相对照度是会随着工作距离变化,一般工作距离越近,相对照度越高。光圈越小,亮度越均匀,相对照度越高。
某镜头的相对照度曲线
4.对比度
对比度是经常被忽略的重要参数,人们常混淆了对比度和分辨率这两概念。对比度对应MTF图中的低频区域,分辨率对应高频区域。拍摄分辨率板,在较粗线条的边缘拉一条线,读取黑到白的连续灰度值,再由以下公式计算。
如图,ABC分别是三个镜头的MTF曲线。镜头B比A对比度好,但分辨率差。
在手机面板的检测应用中,镜头的对比度比分辨率更加重要。因为不良点和正常点常常只有个位数的灰度值差异,对比度低的镜头很难将不良点找到。
5.杂光
工业镜头比起安防、单反和车载镜头,对杂光的要求不高。这是因为大部分机器视觉应用打光较均匀,环境稳定,强光直射入镜头的情况比较少。杂光问题比较难解决,不良现象种类多,不同的环境光下,镜头的不良现象会不同。用一个强光手电筒,可以简单测试镜头抗杂光能力。如果在项目中遇到杂光,请试着调整光源角度,或者安装偏振片。实在不行就需要更换镜头。
6.高效率镜头测试神器
我司制作了一款方便携带的镜头测试仪,用于给客户演示镜头效果。可以快速测试镜头的分辨率和畸变。比相机实拍检测更快速,五分钟内可以对比两款不同镜头的成像优劣,让镜头的性能不再是一种玄学。有需要的请联系我司王经理,微信13924673250。
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