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偏振成像在表面缺陷检测应用


时间:2020-03-25

应用领域:检测


偏振成像技术应用的广泛性

   偏振成像技术是一种新型的成像技术,因其与平时所采用的光强度成像技术相比具有一定的优势,而得到了极其迅速的发展。光强度成像技术一般都会受到环境因素的影响,在恶劣环境下,由于光强度太弱,成像就会具有一定的困难度。而偏振成像技术却可以在恶劣的环境下进行远距离的图像获取操作,在抑制背景噪声、提高探测距离、细节特征获取以及目标伪装识别等方面具有优势。

   目前,偏振成像也广泛地应用于工业、医疗、科研、军事及天文等领域。例如:可探测隐藏或伪装的目标;可实现海面以及水下目标的探测和识别;可实现烟雾气候环境条件下的导航;有效区分金属和绝缘体或是从引诱物中区分真实目标;可进行癌症、烧伤等医学诊断;可对物体特征(如指纹等)进行识别;可实现星载或机载遥感;可与其它技术相结合,如多光谱偏振红外成像、超光谱偏振红外成像等。

偏振成像在机器视觉中的独特应用

   偏振成像系统主要有三个技术环节组成,其中包括对被测目标光波的偏振态分解、扫描以及角度编码,从而获取被测目标的光波偏振信息。接着,对获取的图像进行一系列的处理、增强或是融合,形成我们所需要的可视化偏振图像,最后从获得图像中获取需要了解的信息,对被测目标进行了解。

   随着我国智能化产业的不断发展,自动化技术的日益成熟,机器视觉在各个领域的应用起到了非常重要的作用。例如自动化行业利用机器视觉成像,并对图像进行软件分析比对,利用软件控制机器对产品进行分类。在利用自动化技术对产品进行检测时,图像成为整个检测过程中最关键的一步。

   随着偏振成像技术的广泛应用,机器视觉在不同领域也有了新的发展机会!

偏振成像在机器视觉中的应用

   在目前的机器视觉应用中,有很多检测对象物体的表面会发出杂乱的眩光(如抛光金属表面、烟盒、晶片等),这会严重影响成像质量,降低机器视觉检测特征的对比度。为了减弱或者消除杂散光、眩光等干扰,在很多视觉检测、测量、定位等系统构建时,在镜头前面需要搭配偏振镜来使用效果更好!

首先我们来了解下偏振镜的作用

   偏振镜可以滤除反光,自然光从光源发射出来,被物体的表面反射以后,光的属性就被偷偷改变了。因此称为偏振光。人的眼睛无法辨识偏振光和自然光的不同,所以不能直观的“看到”这个变化。但偏振镜就像是一个过滤器,它允许自然光通过,却可以拦截一些偏振光,这样就可以人为的去除“反光”的影响。


   在机器视觉成像实践中,传统偏光照明方式缺点比较明显,如:需要选择与镜头螺纹匹配的偏振镜;光源需要临时安装偏振片,且安装可能反向;需要不断旋转镜头上偏振镜以达最佳角度。

   而采用偏光光源时,则彻底避免了这些问题,优势十分突出:出厂时已把光源调到最合适状态,可直接使用;完全不存在安起偏器、检偏器的安装问题;同时手持偏光光源,人眼观察,直接评估打光效果。

偏振技术在机器视觉中的应用

   随着智能制造的深入推进,市场对工业相机的应用提出了更高要求,普通工业相机在特定场景下,已经无法完全满足特殊工业应用需求。与光的强度和波长一样,光的偏振也提供了极其丰富的信息。根据Stokes矢量计算偏振度原理,平行光源照射在被测物表面形成光的反射,反射光透过偏振片后,相机的图像传感器可从多个方向采集到图像数据,最终结合成的偏振度图像,能够体现出偏振图像特有的信息。

   与常见的可见光、遥感、红外成像等相比,偏振成像可以获取物体的多维度偏振信息,这在图像视觉领域中有十分显著和独到的优势。利用偏振相机获取到的偏振信息,可大幅增强被测物的细节特征体现。普通面阵相机难以辨别的缺陷,利用偏振相机可加以区分。偏振相机具备更强的缺陷识别能力,是各大检测行业的理想选择。