
阴影形状重建(Shape-from-shading,SFS)是一种计算机视觉技术,它利用光影模式,从单张二维图像中重建物体的三维形状。作为一种检测工具,
SFS可以非常有效地识别和测量物体表面的缺陷,例如划痕、凹痕、孔隙和研磨痕迹,这些缺陷在传统的机器视觉设置中通常难以察觉。虽然 SFS 的应用不如其他三维重建技术广泛,但随着深度学习应用利用大型数据集和学习到的先验知识取得进展,SFS 重新引起了人们的关注。
作为机器视觉领域的技术领导者,SVS-Vistek 提供多款支持 SFS 的相机型号,这些相机通过名为4I0 频闪控制器的集成式多通道 LED 频闪灯控制器实现 SFS功能。该功能允许通过相机的 SDK 控制多达四个 LED 灯,从而为构建经济实惠的 SFS 系统铺平道路。
多光源协同,提升重建精度
多路光源可提供互补的阴影信息,有助于阴影形状恢复算法消除歧义,从而提高三维重建的准确性。每个光源从不同方向照射物体,形成独特的光影视角:正对光源的表面更亮,而具有一定角度的表面则较暗。通过建立光与表面相互作用的模型,算法能够推断出物体表面的形状,通常以深度图或表面法向量场的形式呈现,从而可靠检测微米级缺陷。
适用于复杂曲面的高质量检测
高精度特性使该技术特别适用于复杂空气动力学部件的质控场景,例如发电设备或航空发动机中的涡轮叶片。其他应用还包括检测表面凸起或凹陷的标识,如激光雕刻码、金属件上的浮雕文字等。由于算法可调整为不受颜色与反射率差异的影响,因而也能精准评估高反光金属或深色塑料等材料。 除了工业领域,该技术还可用于识别彩色背景上的盲文,并在医学成像、考古学与行星科学等领域进行三维形状重建。
集成化控制简化系统构建
该技术在实际应用中面临的一大挑战,是重建物体三维几何形状所需的多光源与相机间的高精度同步控制。传统方案通常需外接独立的LED驱动照明控制器,这不仅增加成本与系统复杂度,也引入了额外的故障点。
SVS-Vistek 通过其4IO频闪控制功能有效简化了这一时序同步难题。该集成式四通道脉冲宽度调制闪光控制器支持每通道最高3安培电流,时序精度达15纳秒。频闪控制器已内置在超过200款SVS-Vistek相机模型中,无需外置LED驱动器,从而节省了安装空间、现场布线工作量与应用复杂性,并降低整体成本。配备4I0频闪控制的相机提供完整的软件开发工具包支持,用户可直接调控光脉冲时长、电流及延迟等参数。
更多信息请访问:www.svs-vistek.com

