Как выбрать линзу для чтения очень маленьких символов шрифта

Question

Я пытаюсь реализовать алгоритм OCR / OCV для проверки печатного текста черными чернилами на белом фоне. Размер текста варьируется от 3 пунктов. до 6 баллов Сначала я попытался захватить изображения с помощью 5-мегапиксельной моно chrome камеры с использованием объектива 8 мм, 12 мм и 16 мм, но я не мог получить символы с хорошей четкостью. Я повторил тот же тест с 10-мегапиксельной камерой, также учитывая, что большая глубина пикселя даст больше информации, но я получил те же результаты.

Я не уверен, как получить более четкое изображение. Достаточно ли 5 ​​MP / 10 MP и есть ли способ определить объектив, который будет использоваться в таком применении.

ПП для проверки составляет около 300 x 250 мм, а рабочее расстояние, которое я рассмотрел, составляет от прибл. , От 400 мм до 650 мм.

Из-за проблем с авторским правом я не могу опубликовать изображение проверяемого объекта.

Любая помощь или направление очень приветствуются. Спасибо.

Answer 1

Это простая геометрия. Это:

3pt =~ 1mm. 

Если вы хотите иметь 10 пикселей для каждого символа, ваш IFOV должен быть:

IFOV =~ pixel_width / distance = 0.1 / 650 =~ 0.15 mrad / pixel.

Для ширины рабочей области, которую вы упомянули, горизонтальная поле зрения:

FOV = 2 * atan((300 / 2) / 650) =~ 0.453 rad =~ 26 deg

Таким образом, минимальное (горизонтальное) разрешение датчика, которое вам нужно:

Width = 0.453 / 0.15 * 1000 = 3020 pixels.

Таким образом, датчика 10MP должно быть вполне достаточно, а 5MP можно быть адекватным.

Чтобы выбрать объектив, из приведенного выше определения c для поля зрения и формата (ширины, высоты) выбранного вами датчика, вы можете с помощью той же простой тригонометрии получить необходимую фокусное расстояние. Наконец, среди всех объективов, соответствующих этому фокусному расстоянию, доступному для крепления камеры, вам необходимо выбрать объектив, который (а) может быть сфокусирован на расстоянии, представляющем интерес, и (б) имеет адекватную оптическую передаточную функцию таким образом, что одна строка может быть разрешена в вышеупомянутом IFOV.

На практике, выполнив математику и просмотрев каталоги, вы получите несколько возможных объективов. Тогда я бы посоветовал вам взять образцы и опробовать их при настройке, в частности, с конкретной осветительной установкой, которую вы будете использовать, прежде чем принимать окончательное решение. В зависимости от вашего конкретного проекта, факторы, влияющие на выбор, в дополнение (очевидно) к стоимости комбинации объектив + сенсор, могут быть размером / весом, чувствительностью к условиям окружающей среды (температура, влажность, вибрации), доступностью и временем выполнения заказа для поиска. и др. c.