В оптических измерительных системах увеличение часто ошибочно понимают просто как «увеличение изображения». На практике, будь то видеоизмерительная машина или система визуального измерения, ключевым фактором, влияющим на результаты измерения, является то, как оптическая система отображает физическую геометрию заготовки на датчике изображения для выборки, а не размер дисплея. Видеоизмерительная машина или любое оптическое измерительное устройство обеспечивает возможность измерения за счет надлежащих условий получения изображения и выборки, а не визуального восприятия. Даже если изображение на дисплее увеличено цифровым способом, погрешность измерения не улучшится, если условия оптической выборки недостаточны. Поэтому высококачественные видеоизмерительные машины проектируются с учетом оптического увеличения как основного параметра.
Оптическое увеличение повышает плотность пространственной выборки.
В любой оптической измерительной системе размер пикселя датчика изображения фиксирован. Оптическое увеличение изменяет соотношение между размером пикселя и фактическим размером заготовки. При увеличении увеличения та же физическая длина покрывает больше пикселей в плоскости изображения, уменьшая физический размер, представленный каждым пикселем. Край заготовки обрабатывается более плотно, что обеспечивает системе более высокую пространственную плотность выборки со стороны объекта. Как в визуальных, так и в видеоизмерительных машинах такая более плотная выборка уменьшает ошибки дискретизации в данных о размерах, что напрямую снижает неопределенность измерения.
Неопределенность квантования пикселей сжимается.
Квантование пикселей является неизбежным источником неопределенности при измерениях на основе изображений. При малом оптическом увеличении край может занимать всего несколько пикселей, и измеренное положение края очень чувствительно к состоянию отдельных пикселей. Небольшие изменения освещения, фокусировки или шума датчика могут существенно повлиять на результаты измерения. Увеличение оптического увеличения позволяет краям занимать больше пикселей, уменьшая влияние любого отдельного пикселя и повышая повторяемость и стабильность. Именно поэтому увеличение тщательно учитывается при проектировании VMM.
Метод выборки по краям улучшает стабильность измерений.
Края заготовок редко представляют собой идеальные линии; обычно на изображениях они выглядят как переходы между оттенками серого. Оптическое увеличение позволяет регистрировать эти переходы с помощью большего количества пикселей, обеспечивая достаточно данных для точного определения краев. В видеоизмерительных машинах и системах визуального измерения, используемых для мелких штампованных деталей, прецизионных пластмасс или электронных компонентов, улучшенная выборка значительно повышает согласованность повторных измерений. Инженерный опыт показывает, что адекватные условия оптической выборки часто вносят больший вклад в стабильность измерений, чем сложные программные алгоритмы.
Субпиксельное измерение основано на оптической основе.
Измерение на субпиксельном уровне не позволяет обойти ограничения, связанные с размером пикселя; оно оценивает положение краев на основе распределения оттенков серого нескольких пикселей. Оптическое увеличение увеличивает количество пикселей на единицу длины, делая переходы оттенков серого более плавными и повышая надежность измерения на субпиксельном уровне. Если увеличение недостаточно, даже самые сложные алгоритмы не смогут существенно снизить неопределенность измерения. Цифровое увеличение только увеличивает отображаемое изображение, не добавляя эффективных точек выборки, и поэтому не влияет на точность измерения в визуально-измерительных машинах или ВММ.
С инженерной точки зрения, ценность оптического увеличения заключается в физическом повышении плотности пространственной выборки, что улучшает получение информации о размерах на уровне объекта. Именно поэтому оптическое увеличение незаменимо для контроля неопределенности измерений, чего нельзя достичь с помощью одного лишь цифрового зума или постобработки. В высококлассных видеоизмерительных машинах и системах визуального измерения оптическое увеличение, плотность выборки и субпиксельная обработка работают вместе, определяя общую точность и стабильность измерений.
Для получения более подробной информации, пожалуйста, перейдите по ссылке ниже.
https://www.jatentech.com/blog/video-measuring-machine-mechanical-structure-long-term-stability
https://www.jatentech.com/blog/multi-angle-illumination-optical-measuring-machines