webová kamera a strojové vidění

Vše kolem systémů strojového vidění pro totální kontrolu kvality a jiné aplikace

Moderátor: Otto Havle

webová kamera a strojové vidění

Příspěvekod Otto Havle » 02 kvě 2013, 14:57

Při konzultacích systému strojového vidění jsme občas dotazování na možnost využití levné webové (IP) kamery v na místě průmyslové kamery určené pro tyto aplikace. Přestože cenu systému strojového vidění určuje především software, případně vývojová práce, zdá se využití webové kamery v ceně 10 - 20% kvalitní průmyslové kamery lákavou možností jak ušetřit.
Při úvahách o tom, zda je tato možnost skutečně reálná jsme se inspirovali výsledky několika diplomových prací provedených na katedře měření ČVUT FEL (např. http://measure.feld.cvut.cz/cs/system/f ... locked.pdf )
Navíc jsme v naší laboratoři sami provedli testy inspekcí na snímcích z webových kamer. Výsledkem je následujících pět argumentů proti nasazení webové kamery v seriózně plánované aplikaci strojového vidění:

1. odolnost
webová kamera má většinou rozhraní USB, které je málo odolné proti rušivým vlivům a kamera se po něm většinou i napájí. Zažili jsme případ, kdy byla webová kamera dvakrát úplně zničena indukcí napěťových špiček do USB kabelu. Přepěťová ochrana, která má dostatečně široké frekvenční pásmo aby jí prošel datový tok z kamery stojí téměř stejně jako kvalitní průmyslová kamera.

2. optika
webové kamery používají jednoduchou plastovou optiku, většinou s velmi krátkou ohniskovou vzdáleností, s velkým geometrickým zkreslením a velkou vinětací. Taková optika vyhovuje skutečně jen pro inspekce typu "kontrola přítomnosti almary". Přesto, že objektiv webové kamery lze teoreticky považovat za výměnný (většinou se dá vyšroubovat) prakticky není k dispozici mechanicky kompatibilní objektiv s jinou ohniskovou vzdáleností. Nelze tedy optimalizovat poměr zorné pole/rozlišení v obraze, což je jeden ze základních parametrů pro pořízení zpracovatelného snímku.

3. linearita
Komerční kamery a fotoaparáty mívají logaritmickou charakteristiku (závislost digitálního výstupu na osvětlení). Tímto způsobem výrobci zvyšují dynamický rozsah snímače. Nelineární charakteristika snímače však způsobuje nevypočitatelnou závislost výsledku vyhodnocení na změně osvětlení a zcela znemožňuje použití některých nástrojů analýzy obrazu (porovnání jasů, subpixelová měření)

4. čip
Webové kamery využívají CMOS čipy relativně malých rozměrů a při současné snaze o vysoké rozlišení je velikost světlocitlivé buňky (lidově pixelu) malá. Barevný čip, kterým jsou webové kamery osazeny má navíc oproti černobílému velikost pixelu čtvrtinovou. Přestože obrazový šum teoreticky na velikosti pixelu nezávisí, prakticky je obraz z malého čipu s vysokým rozlišením více zašuměný (zhoršuje se poměr signál/šum). Levné CMOS čipy ve webových kamerách také trpí "rolling shutter" efektem, který způsobuje, že je pohybující se objekt je na snímku geometricky zkreslen (hrany jsou zkoseny ve směru pohybu)

5. softwarová obsluha
Webové kamery většinou používají rozhraní USB. Většinou je jejich firmware kompatibilní s Microsoft DirectShow, někdy je vhodnější využít některé GNU licencované knihovny nebo knihovnu dodanou výrobcem kamery. Ne každá web kamera umožňuje vypnutí automatické expozice, někdy není ani možné stáhnou z ní obrázek v nekomprimovaném formátu. Jen skutečně málo kamer na trhu má firmware, který umožňuje získat obrázek použitelný ke zpracování softwarem pro strojové vidění.
Otto Havle
 
Příspěvky: 7
Registrován: 21 čer 2012, 10:17

Zpět na Systémy strojového vidění

Kdo je online

Uživatelé procházející toto fórum: Žádní registrovaní uživatelé a 1 návštěvník

cron