mašinska vizija - katedra za elektroniku, etf beogradtnt.etf.rs/~mv/mv2017_4.pdf · lens “sweet...
TRANSCRIPT
![Page 1: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/1.jpg)
Mašinska vizija
Dr Nenad Jovičić
2017.
tnt.etf.rs/~mv
![Page 2: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/2.jpg)
Da li MTF zavisi od ugla tj. orjentacije?
• Start target je zgodna je istovremeno daje informaciju o ponašanju na različitim učestanostima, ali i u različitim pravcima.
• Koriste se kada je potrebno odrediti astigmatske greške.
![Page 3: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/3.jpg)
Različita sočiva
![Page 4: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/4.jpg)
Različita sočiva
![Page 5: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/5.jpg)
Čitanje MTF
• Više krivih za različite udaljenosti od centra
• T- tangecijalna ravan
• S-sagitlna ravan
• Crna linija -difrakciona granica
![Page 6: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/6.jpg)
Uticaj talasne dužine na MTF
• Gornji grafik je za svetlost talasne dužine 660nm (crvena), a donji za širokopojasnu belu svetlost.
![Page 7: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/7.jpg)
Zašto talasna dužina utiče na MTF
• Osnovni razlog su hromatske aberacije.
![Page 8: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/8.jpg)
MTF zavisi i od radne udaljenosti
• Gornji grafik je za 6’ a donji za 14’.
![Page 9: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/9.jpg)
Nije sve izgubljeno...
• Situacija se popravlja ako koristimo monohromatsku svetlost.
• Gornji grafik je za radnu udaljenost od 6’ ali za crvenu svetlost talasne dužine 660nm.
![Page 10: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/10.jpg)
Kako F# utiče na MTF
• Ispostavlja se da je rezolucija bolja što je F# manji a DOF bolje što je F# veći, dakle oprečni zahtevi.
• Teorija kaže da je prečnik najmanje tačke:
• I to određuje difrakcionu granicu
![Page 11: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/11.jpg)
Zavisnost MTF kod sočiva u telefonu f=6mm
• Ovde povećavanje F# popravlja karakteristike.
![Page 12: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/12.jpg)
A kako je to kod industrijske kamere
• Kod industrijskih kamera je po pravilu obrnuto.
![Page 13: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/13.jpg)
Lens “sweet spot”
• Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije.
• Kod suviše malih apertura, ograničenje je difrakcioni limit.
• Iz tog razloga se performanse jeftinih i skupih sočiva malo razlikuju pri malim aperturama.
![Page 14: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/14.jpg)
F# talasna dužina i difrakcija
![Page 15: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/15.jpg)
F# talasna dužina i difrakcija
![Page 16: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/16.jpg)
F# talasna dužina i difrakcija
![Page 17: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/17.jpg)
F# talasna dužina i difrakcija
![Page 18: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/18.jpg)
F# talasna dužina i difrakcija
![Page 19: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/19.jpg)
F# talasna dužina i difrakcija
![Page 20: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/20.jpg)
Perspektivne greške
• Perspektiva nam intuitivno pomaže da odredimo udaljenost objekata koje “poznajemo”.
• Ali perspektiva nam onemogućava merenja u mašinskoj viziji.
![Page 21: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/21.jpg)
Telecentrična sočiva
![Page 22: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/22.jpg)
Merenje dubine polja i efekata perspektive
• Merenje dubine polja pomoću specijalne prizme koja ima linije i brojeve kosi pod 45 stepeni u odnosu na horizontalu.
![Page 23: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/23.jpg)
Telecentrično sočivo
![Page 24: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/24.jpg)
Obično sočivo
![Page 25: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/25.jpg)
Konstrukcija telecentričnog sočiva
![Page 26: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/26.jpg)
Mane telecentričnih objektiva
• Vidno polje je određeno prečnikom glavnog sočiva.
• Telecentrična sočiva su veoma skupa.
• Dubina polja i radni opseg su definisani konsturkcijom i praktično nepromeljivi i nepodesivi.
• Velike dimenzije, velika težina, dakle otežana ugradnja.
![Page 27: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/27.jpg)
Izobličenja
distorzije Sferne aberacije Hromatske aberacije
Astigmatizam Zakrivljenost polja “coma” aberacije
![Page 28: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/28.jpg)
Distrozije
• Odstupanje od pravougaone linearne projekcije
• Korekcije primenom odgovarajuće transformacije
centar radijalne distorzije
![Page 29: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/29.jpg)
Distorzije – parametrizacija
• Retko su linearne, najčešće su bar monotone a nekada su i nemonotone.
![Page 30: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/30.jpg)
Keystone distorzija
![Page 31: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/31.jpg)
Sferne aberacije
![Page 32: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/32.jpg)
Hromatske aberacije
• Nastaju zbog zavisnosti indekaa prelamanja od talasne dužine.
![Page 33: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/33.jpg)
Hromatske aberacije
Otklanjanje aberacija: •Aksijalne - dekonvolucija •Lateralne – poravnavanje kanala boje
![Page 34: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/34.jpg)
Astigmatizam
•Optički astigmatizam je pojava kada se žižine daljine po vertikalnoj i horizontalnoj ravni razlikuju.
![Page 35: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/35.jpg)
Zakrivljenost vidnog polja
• Planaran objekat se ne može fokusirati po celoj površini.
![Page 36: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/36.jpg)
“Coma” aberacije
•Tačke se pretvaraju u suze, tj. Dobijaju “repove”. •Naziv potiče iz astronomije coma-comet’kometa.
![Page 37: Mašinska vizija - Katedra za Elektroniku, ETF Beogradtnt.etf.rs/~mv/MV2017_4.pdf · Lens “sweet spot” •Kod velikih apertura (mali F#) ograničenje su uglavnom hromatske aberacije](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022806/5cd054fb88c993924d8dcd15/html5/thumbnails/37.jpg)
Problemi sa jakim osvetljenjem
• Jaka svetlost se rasipa na medjuspojevima unutar sočiva, i pojavljuju se višestruke pomerene refleksije ili ravnomerno rasipanje svetlosti.