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Basler acA640-120gm工业相机边缘梯度测试

时间:2014-05-16来源:机器视觉网http://shixinhua.com 作者:石鑫华机器视觉网 点击:

Basler acA640-120gm工业相机性能评测-边缘梯度测试

测评硬件平台:
Basler acA640-120gm性能评测-有镜头单像素灰度测试
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
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
Basler acA640-120gm
Basler acA640-120gm 接口
Basler acA640-120gm 接口
Basler acA640-120gm芯片(1/4’CCD)
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
Computar M3514MP
测试软件石鑫华视觉网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1000次结果
位置1连续运行3000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5000次结果
位置1连续运行7000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10000次结果
位置1连续运行15000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20000次结果
位置1连续运行40000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60000次结果
位置1连续运行80000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100000次结果
位置1连续运行1000000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1000次结果
位置2连续运行3000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5000次结果
位置2连续运行7000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1000次结果
位置3连续运行3000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5000次结果
位置3连续运行7000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1000次结果
位置4连续运行3000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5000次结果
位置4连续运行7000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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