
镜头畸变是机器视觉领域面临的一项普遍挑战,它会导致图像数据发生位移,进而引发测量误差并降低系统可靠性。Basler提供的高性价比预处理视觉解决方案www.cechina.cn,无论是在相机内部还是在采集卡的 FPGA 上,都能在零 CPU 负载且不影响帧率的情况下校正畸变。
什么是机器视觉中的镜头畸变
机器视觉领域的镜头畸变意味着图像信息在几何位置上偏离了理想形状。
镜头畸变主要有两种类型:径向畸变和切向畸变。
径向畸变通常指桶形畸变、枕形畸变和胡须形畸变:
●桶形畸变(Barrel distortion)常见于广角镜头(焦距 < 50 mm;光阑前置结构);
●枕形畸变(Pincushion distortion)常见于长焦镜头(焦距 > 50 mm,光阑后置结构);
●胡须形畸变(Mustache distortion)是上述两种类型的混合,相对较少见。

上:桶形畸变 | 下:枕形畸变
对于那些准确性和可靠性至关重要的机器视觉应用而言,镜头畸变校正是必不可少的。畸变的图像可能导致测量和检具出现误差www.cechina.cn,影响机器学习算法的性能,并降低系统的整体可靠性。
镜头畸变校正面临的挑战
无论采用硬件还是软件方法,校正镜头畸变都面临着挑战。
●硬件方面:无畸变镜头虽能在拍摄时减少畸变,从而避免后处理,但其成本高昂且限制了镜头选择的灵活性。
●软件方面:软件校正适应性更强,但极其消耗资源CONTROL ENGINEERING China版权所有,可能会增加 40% 的CPU 负载并使帧率减半。此外,开发这些算法也很耗时,需要具备关于畸变类型的专业知识。
平衡这些挑战对于获得最佳性能和灵活性至关重要。Basler 提供的视觉解决方案则能够在不向 CPU 施压或影响帧率的前提下校正畸变问题。
利用预处理方案解决镜头畸变
快速机内校正

左:畸变图像 | 右:校正后的图像
Basler机内视觉解决方案可即时提供经畸变校正的图像 - 无需额外硬件、不增加 CPU 负载、不影响帧率。
该方案预加载了校正算法,通过 pylon Viewer API 将其简化为一项可配置的功能。标定参数在启动时会自动加载,确保每次都能获得一致、可靠的结果。
该方案非常适合 USB 3.0 和 GigE Vision 系统CONTROL ENGINEERING China版权所有,它利用相机的板载处理能力,在简化的架构中实现精确、高速的校正。
基于采集卡 FPGA 的灵活校正

镜头畸变校正解决方案系统图
Basler基于采集卡 FPGA 的畸变校正方案非常适合使用 CoaXPress 或 Camera Link 接口来处理海量数据的高分辨率、高速系统。
如上图所示,该方案将镜头畸变校正和其他处理任务直接集成在采集卡上,释放了 CPU 资源CONTROL ENGINEERING China版权所有,并提供实时图像预处理和针对不同项目更具有针对性的专属控制,因此更加适合需要比单纯机内校正更强处理能力的应用。
Basler视觉方案优势
●实时处理和低延迟:Basler两种(机内和采集卡)方案均能提供极低延迟的实时畸变校正。
●灵活性和定制化:通过多种视觉方案选项CONTROL ENGINEERING China版权所有,我们可以针对具体的应用需求,提供更加灵活的定制方案。
●更快的上市时间:Basler易于配置的解决方案通过简化实施步骤并规避技术障碍,加速产品部署。

FPGA与CPU在图像处理方面的时间比较
对于有个性化需求或未来计划扩展应用的客户,Basler将以客户需求为导向,根据具体场景提供进一步定制服务,确保视觉方案始终与生产需求同步演进。
如需了解更多定制视觉方案,欢迎联系Basler获取专业咨询。


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