في أنظمة القياس البصرية، يُساء فهم التكبير غالبًا على أنه مجرد "جعل الصورة تبدو أكبر". عمليًا، سواءً كان جهاز قياس فيديو أو نظام قياس بصري، فإن العامل الرئيسي المؤثر على نتائج القياس هو كيفية رسم النظام البصري للهندسة الفيزيائية لقطعة العمل على مستشعر الصورة لأخذ العينات، وليس حجم الشاشة. يستمد جهاز قياس الفيديو أو أي جهاز قياس بصري قدرته على القياس من ظروف التصوير وأخذ العينات المناسبة، وليس من المظهر المرئي. حتى لو تم تكبير الصورة رقميًا على الشاشة، فلن يتحسن عدم اليقين في القياس إذا كانت ظروف أخذ العينات البصرية غير كافية. لذلك، تُصمم أجهزة قياس الفيديو المتطورة مع التركيز على التكبير البصري كمعيار أساسي.
يؤدي التكبير البصري إلى زيادة كثافة أخذ العينات المكانية
في أي نظام قياس بصري، يكون حجم البكسل في مستشعر الصورة ثابتًا. يُغير التكبير البصري النسبة بين حجم البكسل وحجم قطعة العمل الفعلي. عند زيادة التكبير، يغطي نفس الطول الفعلي عددًا أكبر من البكسلات على مستوى التصوير، مما يقلل الحجم الفعلي الذي يمثله كل بكسل. يتم أخذ عينات من حافة قطعة العمل بكثافة أكبر، مما يمنح النظام كثافة أخذ عينات مكانية أعلى عند جانب الجسم. في كل من أجهزة القياس البصري وأجهزة قياس الفيديو، يقلل أخذ العينات الأكثر كثافة هذا من أخطاء التقطيع في بيانات الأبعاد، مما يقلل بشكل مباشر من عدم اليقين في القياس.
يتم ضغط عدم اليقين في تكميم البكسل
يُعدّ تكميم البكسل مصدرًا لا مفر منه للشك في القياسات القائمة على الصور. عند التكبير البصري المنخفض، قد يمتدّ الحافة على بضعة بكسلات فقط، ويكون موضع الحافة المقاس شديد الحساسية لحالة كل بكسل على حدة. يمكن أن تؤثر التغييرات الطفيفة في الإضاءة أو التركيز أو تشويش المستشعر بشكل كبير على نتائج القياس. يسمح زيادة التكبير البصري للحواف بامتدادها على عدد أكبر من البكسلات، مما يقلل من تأثير أي بكسل منفرد ويحسّن من قابلية التكرار والاستقرار. لهذا السبب، يُؤخذ التكبير بعين الاعتبار بعناية في تصميم أجهزة قياس الصور المرئية.
تحسين استقرار القياس من خلال أخذ عينات من الحواف
نادراً ما تكون حواف قطع العمل خطوطاً مثالية؛ إذ تظهر عادةً على شكل تدرجات رمادية في الصور. يسمح التكبير البصري بأخذ عينات من هذه التدرجات باستخدام عدد أكبر من البكسلات، مما يوفر بيانات كافية للكشف الدقيق عن الحواف. في آلات قياس الفيديو وأنظمة القياس البصرية المستخدمة لأجزاء التشكيل الصغيرة، والبلاستيك الدقيق، والمكونات الإلكترونية، يُحسّن هذا التحسين في أخذ العينات بشكل ملحوظ من اتساق القياسات المتكررة. تُظهر الخبرة الهندسية أن ظروف أخذ العينات البصرية المناسبة غالباً ما تُسهم في استقرار القياس أكثر من خوارزميات البرامج المعقدة.
يعتمد قياس البكسل الفرعي على الأساس البصري
لا يُعدّ قياس البكسل الفرعي وسيلةً لتجاوز قيود البكسل؛ فهو يُقدّر مواقع الحواف بناءً على توزيع تدرج الرمادي لعدة بكسلات. يزيد التكبير البصري عدد البكسلات لكل وحدة طول، مما يجعل انتقالات تدرج الرمادي أكثر سلاسة ويُحسّن موثوقية البكسل الفرعي. إذا كان التكبير غير كافٍ، فلن تتمكن حتى أكثر الخوارزميات تطورًا من تقليل عدم اليقين في القياس بشكلٍ ملحوظ. يُكبّر التكبير الرقمي الصورة المعروضة فقط، دون إضافة نقاط أخذ عينات فعّالة، وبالتالي لا يؤثر على دقة القياس في أجهزة القياس البصرية.
من منظور هندسي، تكمن قيمة التكبير البصري في زيادة كثافة أخذ العينات المكانية فعليًا، مما يُحسّن الحصول على المعلومات البُعدية على مستوى الجسم. ولذلك، يُعدّ التكبير البصري ضروريًا للتحكم في عدم دقة القياس، وهو أمر لا يُمكن تحقيقه باستخدام التكبير الرقمي أو المعالجة اللاحقة وحدها. في أجهزة قياس الفيديو وأنظمة القياس المرئي عالية الجودة، يعمل التكبير البصري وكثافة أخذ العينات ومعالجة البكسلات الفرعية معًا لتحديد دقة القياس واستقراره بشكل عام.
للمزيد من المعلومات، يرجى النقر على الرابط أدناه.
https://www.jatentech.com/blog/video-measuring-machine-mechanical-structure-long-term-stability
https://www.jatentech.com/blog/multi-angle-illumination-optical-measuring-machines