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优化成像质量#

不同的应用对图像质量有不同的要求。通过使用 pylon Viewer,您可以快速取得良好的效果。

焦点#

要获得适当对焦的图像,请考虑以下因素:

  • 必须将镜头牢固拧入镜头接口。
  • 镜头的玻璃表面必须干净。
  • 目标物体必须在镜头的对焦范围内。

景深#

如果有多个物体与相机的距离不同,则必须考虑景深。景深必须足够大,以保证所有物体看起来都已正确对焦。

  • 缩小镜头光圈(将光圈环转到更高的 f 值)会增加景深,扩大镜头光圈则会减小景深。
  • 缩小光圈会减少传到相机传感器的光量,因此会导致图像变暗。

亮度#

以下因素决定图像的亮度:

照明#

  • Basler 建议尽可能使用明亮的照明,但也要避免照明强度过大。这可以防止您在操作相机时使用极端的相机设置。
  • 在从 CCD 传感器获取的图像中,过高的亮度会导致伪影,例如拖尾(图像中的白色条纹)和过度曝光(局部过饱和,从而破坏对比度)。您可以通过选择漫反射和较弱的照明来减少拖尾和过度曝光的可能性。
  • 如果照明亮度不够,则可以选择光线利用率经过优化的镜头。

镜头光圈#

  • 扩大镜头光圈可让更多的光到达相机的传感器,从而增加图像的亮度。
  • 扩大镜头光圈也会增加光学像差的影响。这会导致图像失真,并且越靠近传感器边缘,光的强度就越低(暗角)。另外,景深会减小。

Exposure Time#

  • 可以通过增加相机的 Exposure Time 设置来增加图像的亮度。这能增加像素读出时所收集到的电子数量。
  • 增加曝光时间设置可能会降低相机的帧速率。如果要采集运动物体的图像,增加曝光时间设置可能会增加运动模糊。

Gain#

  • 增加相机的 Gain 设置也会增加图像亮度。
  • 除非您的应用对于对比度的要求极高,否则应确保细节在图像的最亮部分保持可见。
  • 增加增益时,图像噪声会增加。

Black Level#

  • 您可以通过更改相机的 Black Level 设置更改图像亮度。
  • 通常,应仅将黑电平设置增加到使图像最暗部分的细节清晰可见的程度。

Exposure Time#

曝光时间设置确定传感器曝光的时间间隔。

选择曝光时间设置时,应该考虑到是要采集静止物体还是移动物体的图像:

  • 如果物体不会移动,则可以选择较高的曝光时间设置。高曝光时间设置可能会降低相机允许的最大采集帧速率,并可能导致图像中出现伪影。
  • 如果物体在移动,请选择低曝光时间设置以防止运动模糊。通常,请选择足够短的曝光时间,以确保在曝光期间,物体的图像移动不超过一个像素。

Gain#

增益会将每个像素的读出值放大一定倍数。信号和噪声都会因此被放大。

  • 增加增益将提高图像对比度。
  • 增加增益将增加图像亮度。除非您的应用对于对比度的要求极高,否则在增加增益时,应确保细节在图像的最亮部分保持可见。

对比度#

当不同亮度的对象由截然不同的灰度值表示时,可以在图像中实现强烈的对比度。对于大多数应用,当图像显示广泛的灰度值时,即使在图像的最暗和最亮部分,仍可以看到精细的细节,从而实现最优对比度。但是,部分应用可能需要极高的对比度。

  • 您可以通过增加相机的增益设置来增加图像的对比度。增益会放大像素读出值。
  • 较高的 black level 设置会抑制对比度。Basler 建议黑电平设置不要超过 64(在大于 8 位输出时)。
  • 在通过 CCD 传感器采集到的图像中,如果图像亮度太高,则对比度可能会因局部过饱和(过度曝光)而被破坏。您可以通过选择漫反射和较弱的照明来减少拖尾和过度曝光的可能性。
  • 缩小镜头光圈不仅会降低图像亮度,而且会增加图像边缘的对比度。
  • 如果只能使用较暗的照明光线,造成图像较暗,您可能会注意到噪声产生的模糊影响。如果在指定温度范围内偏高的一端附近操作相机,其效果可能会特别明显。您可以通过降低相机的工作温度来提高对比度。注意,无法通过提高增益来改善信噪比。增加增益也会按照相等的比例增加信号和噪声。

白平衡#

  • 如果您使用的是彩色相机,则在调整白平衡时使用的对象应该是均匀灰色,并且应填满相机的整个视野。当该对象的图像呈现均匀灰色时,您的白平衡应该就是正确的。
  • 更改黑电平设置也会改变白平衡。因此,Basler 建议您在设置黑电平后检查白平衡。
  • 检查白平衡时,请确保图像既没有曝光不足,也没有曝光过度。
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