視頻播放---結(jié)構(gòu)光在機(jī)器視覺(jué)中的應(yīng)用研究
一、引言
機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的核心是圖像采集和處理。所有信息均來(lái)源于圖像之中，圖像本身的質(zhì)量對(duì)整個(gè)視覺(jué)系統(tǒng)極為關(guān)鍵。而光源則是影響機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)圖像水平的重要因素，因?yàn)樗苯佑绊戄斎霐?shù)據(jù)的質(zhì)量和至少50%的應(yīng)用效果
照明系統(tǒng)是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)關(guān)鍵的部份之一，機(jī)器視覺(jué)光源直接影響到圖像的質(zhì)量，進(jìn)而影響到系統(tǒng)的性能。好的打光設(shè)計(jì)能夠使我們得到一副好的圖像，從而改善整個(gè)系統(tǒng)的分辨率，簡(jiǎn)化軟件的算法，使圖像中的目標(biāo)信息與背景信息得到分離，可以大大降低圖像處理算法分割、識(shí)別的難度，同時(shí)提高系統(tǒng)的定位、測(cè)量精度，使系統(tǒng)的可靠性和綜合性能得到提高。反之，如果光源設(shè)計(jì)不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致在圖像處理算法設(shè)計(jì)和成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)中事倍功半。因此，光源及光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成敗是決定系統(tǒng)成敗的首要因素。
結(jié)構(gòu)光的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算簡(jiǎn)單，測(cè)量精度較高，對(duì)于平坦的、無(wú)明顯紋理和形狀變化的表面區(qū)域都可進(jìn)行精密的測(cè)量。目前，軟件處理在結(jié)構(gòu)光法的效果圖這塊已經(jīng)非常成熟，結(jié)構(gòu)光已在各個(gè)領(lǐng)域使用。
東莞創(chuàng)視自動(dòng)化科技有限公司基于10年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)市場(chǎng)需求，客戶(hù)所需，遵循真真正正為客戶(hù)解決問(wèn)題的思想方針，研發(fā)設(shè)計(jì)了多款結(jié)構(gòu)光，例如用于線(xiàn)陣拍攝的同軸線(xiàn)性光柵光源，用于面陣拍攝的同軸光柵光源、投影光柵光源、平面同軸光源、同軸光柵結(jié)構(gòu)光等。
二、產(chǎn)品原理及特點(diǎn)
根據(jù)投影光束形態(tài)的不同面結(jié)構(gòu)光測(cè)量將各種模式的面結(jié)構(gòu)投影到被測(cè)物體上，例如將分布較密集的均勻光柵投影到被測(cè)物體上面，由于被測(cè)物體表面凹凸不平，具有不同的深度，所以表面反射回來(lái)的光柵條紋會(huì)隨著表面不同的深度發(fā)生畸變，這個(gè)過(guò)程可以看作是由物體表面的深度信息對(duì)光柵的條紋進(jìn)行調(diào)制。所以被測(cè)物體的表面信息也就被調(diào)制在反射回來(lái)的光柵之中。通過(guò)被測(cè)物體反射回來(lái)的光柵與參考光柵之間的幾何關(guān)系，分析得到每一個(gè)被測(cè)點(diǎn)之間的高度差和深度信息。
1.計(jì)算簡(jiǎn)單，測(cè)量精度較高；
2.對(duì)于平坦和形狀變化的表面區(qū)域都可進(jìn)行精密的測(cè)量；
3.根據(jù)被測(cè)物特征，可選取三種不同的紋理圖案照射方式進(jìn)行檢測(cè)；（同軸光柵結(jié)構(gòu)光）
4.柵格片可以根據(jù)客戶(hù)要求進(jìn)行圖案定制；（投影結(jié)構(gòu)光）
5.可當(dāng)背光使用；（同軸光柵結(jié)構(gòu)光）
6.體積小巧輕便，節(jié)省安裝空間，條紋間距有0.5mm，1mm和2mm三種，適用于不同產(chǎn)品檢測(cè)（平面同軸結(jié)構(gòu)光）
7.線(xiàn)陣項(xiàng)目專(zhuān)用，高亮，精度高。條紋間隔有0.2mm，0.3mm，0.5mm）（同軸線(xiàn)性光柵光源）
同軸光柵結(jié)構(gòu)光
1.60萬(wàn)亮度可調(diào)像素級(jí)精準(zhǔn)控制，可實(shí)現(xiàn)任意標(biāo)定圖像。采用高精度的光學(xué)玻璃，通過(guò)相機(jī)可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定成像。根據(jù)被測(cè)物特征，可選取三種不同的紋理圖案照射方式進(jìn)行檢測(cè)?？赏ㄟ^(guò)串口設(shè)置紋理寬長(zhǎng)度大小，實(shí)現(xiàn)1個(gè)光源多種用法。
2.應(yīng)用范圍：液晶屏幕缺陷檢測(cè)，輕微反光金屬面缺陷檢測(cè)，包裝袋包裝膜檢測(cè)，光滑表面凸凹缺陷檢測(cè)，可當(dāng)背光使用。
投影結(jié)構(gòu)光
投影結(jié)構(gòu)光通過(guò)投影出有固定規(guī)律的圖案到產(chǎn)品上，通過(guò)檢測(cè)圖案的變形來(lái)實(shí)現(xiàn)缺陷檢測(cè)、弧面產(chǎn)品變形檢測(cè)、產(chǎn)品 3d 輪廓檢測(cè)。柵格片可以根據(jù)要求為客戶(hù)提供定制圖案，必須提交標(biāo)有精確幾何信息的圖案?？商峁└?xì)的線(xiàn)條，更清晰的邊緣和更均勻的照明，圖案精度 3um 以上。
同軸線(xiàn)性光柵光源
絲印高精度條紋結(jié)構(gòu)；高均勻性利用條紋變形檢測(cè)；需配合線(xiàn)掃相機(jī)使用；手機(jī)玻璃表面缺陷檢測(cè)；凹點(diǎn)、凸點(diǎn)、水波紋變形、2.5d 面變形等；凹點(diǎn)、凸點(diǎn)、水波紋變形、2.5d 面變形等。
三、應(yīng)用案例
玻璃薄膜偏光片表面缺陷檢測(cè)（同軸光柵結(jié)構(gòu)光源）
玻璃薄膜偏光片的碰傷、壓傷、氣泡等缺陷，若使用常規(guī)光源，光路大部分會(huì)因?yàn)榉垂獾脑蛟斐蔁o(wú)法觀察缺陷等情況，而結(jié)構(gòu)光采用了特殊光學(xué)材料，使光源均勻無(wú)影發(fā)光的同時(shí)，達(dá)到落射線(xiàn)光線(xiàn)與攝像頭同軸的效果。通過(guò)產(chǎn)品表面缺陷的深度差，光照射到缺陷上然后反射到光柵片中，導(dǎo)致條紋的的變形，檢測(cè)出缺陷。
oled 檢測(cè)（平面同軸結(jié)構(gòu)光）
檢測(cè)手機(jī)屏、各類(lèi)電子產(chǎn)品屏幕的表面缺陷。如氣泡、凹坑、劃痕等。傳統(tǒng)的檢測(cè)方案是利用低角度光檢測(cè)，但是這樣一來(lái)，樣品表面的臟污灰塵也會(huì)對(duì)缺陷造成干擾。但是使用結(jié)構(gòu)就可以忽略這種干擾。利用缺陷的深度差，反饋到條紋當(dāng)中，細(xì)小的缺陷也會(huì)變得很氣清晰。
后記
不管是線(xiàn)陣使用的同軸線(xiàn)性光柵結(jié)構(gòu)光，還是面陣使用的投影結(jié)構(gòu)光、平面同軸結(jié)構(gòu)光、同軸光柵結(jié)構(gòu)光等，針對(duì)薄膜、玻璃、led 屏或者各類(lèi)電子屏幕等光滑表面產(chǎn)品，檢測(cè)表面的劃傷、氣泡、碰傷、水波紋等檢測(cè)難度大的缺陷，常規(guī)光源無(wú)法解決的問(wèn)題，結(jié)構(gòu)光就有出其不意的效果。以上的缺陷都是行業(yè)難題，東莞創(chuàng)視自動(dòng)化科技有限公司為此耗費(fèi)不少心血和時(shí)間，研發(fā)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)光系列，如今結(jié)構(gòu)光在機(jī)械視覺(jué)行業(yè)中已經(jīng)成為了的助力，為推動(dòng)機(jī)械視覺(jué)自動(dòng)化行業(yè)發(fā)展有著非常重要的力量。