处理强环境光

环境光对于Zivid相机而言是指什么?

Zivid相机除了本身的投影仪以外,不需要任何其它光源来获取3D数据。 Zivid相机用于生成点云的信号是由投影仪创建的场景照度。 外部环境光产生的场景照度对于Zivid来说是噪声。点云质量很大程度上取决于 Signal-to-Noise ratio (信噪比)。因此,环境光越弱,噪声越低,点云就越好。

备注

照度的单位为勒克斯 (lx) ,是入射到单位面积表面上的总光功率。光功率的单位为流明 (lm) ,是单位时间内光源发出的可见光总量的量度。

勒克斯测量

小技巧

您可以使用适用于 AndroidApple 的测光仪应用程序粗略地测量场景中的照度;如果需要进行准确的测量,那么您需要一个照度计。

请查阅我们的 datasheets ,以根据场景的照度测量结果检查预期的噪声水平。

如何防止环境光造成影响?

处理环境光的最佳方法是消除它。因此,请关闭Zivid相机附近所有不必要的光源。如果很难或不可能移除光源,请通过在场景周围放置挡光板来防止它照射场景。您不需要使用金属遮挡物,深色的窗帘就足够了。

如何减轻环境光的影响?

如果无法合理阻止外部光源照亮场景,请遵循以下准则以尽量减少其影响。

选择合适的相机
  • Zivid 2+ 的投影仪信号强度比 Zivid 2 强 40%,因此对环境光的抵抗能力更强。

一般建议
采集设置

如果您不知道如何手动配置设置,请通过以下教程学习 调整合适的曝光以获取好的点云。或者从使用 Assisted Mode(辅助模式) 开始,然后根据上述建议和 曝光stops列表 微调采集设置。

过滤器
  • Noise Filter(噪声过滤器)

    根据您的应用需求微调 Noise Removal 阈值。您可以使用高阈值来仅保留高置信点。启用噪声抑制过滤器以抑制环境光中的噪声,但请注意平滑效果。如果您无法获得足够的分数,请启用 Noise Repair 过滤器。如果这还不够,您可以将 Noise Removal 阈值设置得较低以允许更多点。当环境光的点云中的噪声很大时,这是必要的。

  • Gaussian Smoothing(高斯平滑)

    如果您的应用不需要高精度的点而只需要光滑的表面,请使用高斯滤波过滤器来抑制噪声并将点与网格对齐。

  • Hole Repair Filter(空洞修复过滤器)

    如果由于环境光而导致小部分区域出现点缺失 的问题,则可以使用空洞修复过滤器来填充这些点。

HDR

以相似或相同的曝光进行HDR采集以改善SNR。阅读更多有 关 平均技术 的信息。

平均技术
物理设置

将相机移动至距离场景更近位置。 投影仪的发光功率是有限的, 而场景的光照度取决于投影仪离场景的距离。 距离越近,信号越强,而来自环境光的噪声保持不变。

超越

为了展示如何使用 2D 图像来揭示环境光如何以及在多大程度上影响场景,我们将演示一个实验。

投影仪灯开启

在相机前,我们放置了一部打开了手电筒功能的智能手机。然后,我们在投影仪打开并将其设置为最大的情况下拍摄图像(Zivid 2+ 的亮度 = 2.5,Zivid 2 的亮度 = 1.8)。我们相应地配置了剩余的曝光设置,以获得高强度图像,同时尽可能避免过饱和。生成的图像显示,手电筒似乎是场景中除投影仪之外的唯一光源。

然后,我们捕获了同一场景的另一幅图像,但是这次关闭了投影仪(亮度=0)。为了补偿损失的曝光,我们将增益设置为最大值(16.0)。如果向下滚动查看当前的图像,您将看到该图像中有另一个光源! 此光源主要影响图像的右下角,并向中心扩散。

投影仪灯关闭

该实验展示了如何使用2D图像作为查看环境光和测量其对场景的影响的一件工具。 如何使用这些信息取决于您自己。

您还可以分析 SNR图像 以获取有关环境光及其对场景影响的更多信息。下图是归一化 (0-1) SNR 图像。在图像中环境光影响较大的区域,SNR 较低。但是,这也取决于材料的光学特性,这就是它在深色智能手机上的数值更低的原因。

信噪比图像

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