In diesem Artikel werden die Grundlagen der Polarisation und ihre Anwendung in verschiedenen Anwendungen der industriellen Bildverarbeitung erläutert. Außerdem wird auf die Kreuzpolarisation eingegangen, eine fortschrittliche Technik, die die Bildqualität verbessert, indem sie Blendeffekte minimiert und verborgene Details sichtbar macht. Arbeiten Sie derzeit an einer Anwendung zur Oberflächeninspektion, haben Sie Probleme mit Blendung oder benötigen Sie Ratschläge für eine ähnliche Anwendung? Wir können Sie bei der Auswahl der richtigen Polarisationshardware unterstützen.
Was genau ist Polarisation in der industriellen Bildverarbeitung?
Durch Polarisation wird die Ausrichtung von Lichtwellen in eine bestimmte Richtung gelenkt. Sie bietet Bildverarbeitungssystemen ein einzigartiges Werkzeug, mit dem Informationen aus einer Szene extrahiert werden können, die bei der Verwendung herkömmlicher Bildgebungsverfahren nicht sichtbar sind. Auf Polarisation basierende Techniken fügen eine neue Ebene des Kontrasts und der Details hinzu, was sie für eine Vielzahl industrieller, wissenschaftlicher und medizinischer Anwendungen von unschätzbarem Wert macht.
Externe Lichtquellen, wie z. B. die Sonne oder LED-Leuchten, senden Lichtwellen mit zufälligen Ausrichtungen ihrer elektrischen Felder aus. Dies wird als unpolarisiertes Licht bezeichnet, da die Schwingungen in allen möglichen Richtungen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung auftreten. Wenn unpolarisiertes Licht durch bestimmte Materialien oder Filter fällt, kann es polarisiert werden. Ein Polarisationsfilter beispielsweise lässt nur Lichtwellen passieren, die in einer bestimmten Ebene schwingen (die mit der Polarisationsachse des Filters ausgerichtet ist), während Licht, das in anderen Ebenen schwingt, blockiert wird.
Wenn Licht von einer Oberfläche reflektiert wird, kann es teilweise polarisiert werden. Bei bestimmten Winkeln ist das reflektierte Licht parallel zur Oberfläche polarisiert. Diese Eigenschaften des Lichts können in der industriellen Bildverarbeitung genutzt werden, um Merkmale sichtbar zu machen und die Ergebnisse zu verbessern.
• Oberflächeninspektion: Die Polarisierung hebt Oberflächenfehler, Kratzer und Unvollkommenheiten hervor, die bei normaler Beleuchtung unbemerkt bleiben würden.
• Blendreduzierung: Polarisierung kann Blendung und Reflexionen von glänzenden Oberflächen verringern und so die Bildqualität verbessern.
Welche Polarisationslösung kann ich für meine Bildverarbeitungsanwendung verwenden?
Bei der Verwendung von Polarisation in der industriellen Bildverarbeitung zur Beseitigung von Blendeffekten ist es wichtig, dass alle externen Lichtquellen und das Objektiv über einen Polarisationsfilter verfügen.
Wenn Sie die Reflexionen von externen Lichtquellen minimieren möchten, bietet unsere lineare Polarisationsfilterfolie eine hervorragende Lösung. Diese Filterfolie kann auf die richtige Größe zugeschnitten und vor der Bildverarbeitungslichtquelle angebracht werden. Diese Polarisationsfilterfolie wird oft in Kombination mit
Barlights verwendet.
Für das Objektiv können Sie den linearen Polarisationsfilter verwenden, der in verschiedenen Größen erhältlich ist. Zum Beispiel:
Polarisationsfilter | Linear | M30.5 (get-cameras.com). Der Filter kann gedreht werden, um die Richtung der Polarisation zu ändern, so dass Einstellungen für optimale Ergebnisse vorgenommen werden können. Wir bieten eine breite Palette von Polarisationsfiltern für Objektive an, von denen die meisten zwischen 400 und 780 nm aktiv sind.
Benötigen Sie Hilfe bei der Auswahl des richtigen Geräts? Lesen Sie weiter, um weitere Informationen zu erhalten, oder kontaktieren Sie uns unten.
Kreuzpolarisation zur Verbesserung Ihres Bildverarbeitungssystems
Die Kreuzpolarisation ist eine fortschrittliche Polarisationstechnik, bei der ein Paar Polarisatoren verwendet wird, die im rechten Winkel zueinander ausgerichtet sind. Diese Anordnung lässt nur das Licht mit einer Polarisation senkrecht zum zweiten Polarisator durch, wodurch Blendung und spiegelnde Reflexionen effektiv verhindert werden. Die Kreuzpolarisation wird eingesetzt, um:
• Blendung zu minimieren: Durch die Eliminierung von Reflexionen verbessert die Kreuzpolarisation den Kontrast und macht feine Details und Unregelmäßigkeiten sichtbar.
• Oberflächeninspektion: Die Technik macht verborgene Merkmale und Defekte sichtbar, die durch spiegelnde Reflexionen verdeckt werden könnten.
Welche Kreuzpolarisationslösung benötige ich?
In unserem Testaufbau haben wir Polarisationsfilter vor einer vorhandenen Bildverarbeitungsleuchte und dem Objektiv eingesetzt. Eine handelsübliche Lösung ist unser industrielles
polarisiertes Ringlicht Hellfeld (get-cameras.com). Das Licht wird mit zwei vorinstallierten linearen Polarisationsfiltern geliefert. Sie müssen sich also keine Gedanken darüber machen, wie Sie die Filter an der Leuchte anbringen. Achten Sie beim Vergleich der Bilder auf den Unterschied in der Sichtbarkeit der Referenzkarte und der Reflexion auf der Oberfläche des Inbusschlüssels. Beachten Sie, dass auf dem linken Bild kein Detail sichtbar ist, während auf dem rechten Bild der senkrechte Polfilter verwendet wurde. Beachten Sie auch die Klarheit des Inbusschlüssels.
Unsere Tests ergaben, dass das industrielle polarisierte Ringlicht die Lichtintensität um das Zehnfache reduziert, wenn es einen reflektierenden Gegenstand beleuchtet. Die Belichtungszeit für das linke Bild betrug 1 ms, während die Belichtungszeit für das rechte Bild 10 ms betrug. Aufgrund dieses Verlusts an Lichtintensität verlängerten wir die Belichtungszeit, um dies auszugleichen.
Auch bei der Prüfung eines diffusen Objekts war der Lichtverlust etwas geringer. In diesem Fall mussten wir bei Verwendung von polarisiertem Licht die Lichtintensität um das 6- bis 10-fache erhöhen, um die gleiche Lichtintensität bei Verwendung von nicht polarisiertem Licht zu erreichen.
Bildverarbeitungskameras mit eingebauten Polarisationsfunktionen
Bei der maschinellen Bildverarbeitung geht es darum, den Polarisationszustand des von Objekten reflektierten oder durchgelassenen Lichts zu erfassen und zu analysieren. Dies kann Aufschluss über die Materialeigenschaften, Oberflächenmerkmale und vieles mehr geben. Im Folgenden werden die wichtigsten Anwendungen von Polarisationskameras für die industrielle Bildverarbeitung aufgeführt:
• Materialunterscheidung: Verschiedene Materialien weisen unterschiedliche Polarisationseigenschaften auf, die eine Unterscheidung zwischen ähnlich aussehenden Substanzen ermöglichen.
• Oberflächeninspektion: Die Polarisation hebt Oberflächendefekte, Kratzer und Unvollkommenheiten hervor, die bei normaler Beleuchtung unbemerkt bleiben könnten.
Eine Einführung in dieses Thema finden Sie in einem unserer anderen Knowledge Center-Artikel: Das Whitepaper zur Polarisationskamera erklärt, wie
Polarisationsfilter funktionieren (get-cameras.com).
Fazit
Die Polarisationsbildgebung in der industriellen Bildverarbeitung erweitert die Möglichkeiten herkömmlicher Bildgebungsmethoden und ermöglicht die Erkennung von Merkmalen und Details, die sonst verborgen bleiben würden. Insbesondere die Kreuzpolarisation ist ein leistungsfähiges Werkzeug zur Verbesserung der Bildqualität, zur Reduzierung von Blendeffekten und zur Aufdeckung wichtiger Informationen in verschiedenen Anwendungen.
