Tiến hành thực nghiệm

Chụp ảnh nền ghi xám khi chưa chiếu ánh sáng cấu trúc.

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

PHẠM THÁI NINH 77 11BCTM.KH Trên hình 4.7 là ảnh mà camera thu được trên nền ghi xám khi chưa chiếu ánh sáng cấu trúc.

Hình 4.8. Biểu đồ biểu thị cường độ của ảnh nền ghi xám

Trên hình 4.8 là đồ thị biểu diễn cường độ ánh sáng của ảnh nền mà camera thu được trên nền ghi xám.

Nhận xét:

 Trên đồ thị xuất hiện 3 đường biểu thị của 3 màu R,G,B

 Giá trị cường độ của 3 màu khoảng 50 theo độ nhạy của CCD camera.

 Giải thích hiện tượng

 Bản thân camera sử dụng là camera màu trên đồ thị có 3 đường cường độ của 3 màu R,G,B.

 Ngay bản thân nền khi được chụp thì giá trị cường độ của 3 màu R,G,B đều cho giá trị lớn hơn 0, và gần tương đương nhau.

Chiếu ảnh GS có cường độ ánh sáng 85 theo độ nhạy CCD, bước sóng 50 pixel trên nền ghi xám bằng máy chiếu HP.

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

PHẠM THÁI NINH 78 11BCTM.KH

Hình 4.9: Ảnh GS có cường độ ánh sáng 85 theo cảm biến CCD của được chiếu lên nền ghi xám

Trên hình 4.9 là ảnh thực nghiệm của ảnh có thông số: cường độ ánh sáng 85 theo cảm biến CCD của camera, kích thước ảnh : 640x480, bước sóng 50 pixel; số pha 3, chiếu bằng máy chiếu HP lên nền xám.

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

PHẠM THÁI NINH 79 11BCTM.KH Trên hình 4.10 là biểu đồ biểu thị cường độ ánh sáng của ảnh thu được từ camera ở trên hình 4.9 được xử lý qua phần mềm xử lý cường độ.

Nhận xét:

 Biểu đồ cường độ thu được có dạng hình Sin giống với lý thuyết của phương pháp tạo ra ánh sáng cấu trúc bằng máy chiếu.

 Giá trị cường độ ánh sáng nằm trong khoảng 0 – 150 theo độ nhạy CCD camera lớn hơn nhiều so với giá trị cường độ ánh sáng của thông số ban đầu khi tạo ảnh (85) theo độ nhạy CCD camera. Không có sự sai lệch nhiều về cường độ ánh sáng giữa các vân thuộc vùng trung tâm và vân thuộc vùng biên của ảnh.

 Đỉnh vân ở vùng (1) thuộc vùng biên phải có giá trị cường độ ánh sáng khoảng 130 theo độ nhạy CCD camera.

 Đỉnh vân ở vùng (2) thuộc vùng biên trái có giá trị cường độ ánh sáng khoảng 150 theo độ nhạy CCD camera.

 Đỉnh vân ở vùng (3) thuộc vùng vân trung tâm có giá trị cường độ ánh sáng khoảng 150 theo độ nhạy CCD camera.

 Độ dài bước sóng: khoảng 60 pixel lớn hơn giá trị ban đầu tạo ảnh (50 pixel)

 Trên đồ thị xuất hiện 3 đường có 3 màu R,G,B tương đối giống nhau.

Chiếu 4 ảnh R, G, B, GS cùng có kích thước 640 x 480 pixel, cường độ sáng là 85 theo độ nhạy CCD, bước sóng 50 pixel trên cùng nền ghi xám.

Trên hình 4.11 là 4 ảnh thu được từ camera sau khi chiếu 4 loại ảnh R(a), G(b), B(c), GS (d) có cùng kích thước ảnh là 640 x 480 pixel, cùng cường độ sáng là 85 theo độ nhạy CCD, bước sóng 50 pixel trên cùng nền ghi xám bằng máy chiếu HP.

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

PHẠM THÁI NINH 80 11BCTM.KH

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

PHẠM THÁI NINH 81 11BCTM.KH

Hình 4.12: Biểu bồ giá trị cường độ của 4 ảnh R(a),G(b),B(c),GS(d)

Trên hình 4.12 là biểu đồ giá trị cường độ ánh sáng của ảnh có thông số ban đầu là: 85 theo độ nhạy CCD camera, kích thước ảnh: 640x480 pixel, bước sóng 50 pixel, số pha là 3 được chiếu bằng máy chiếu HP trên nền ghi xám.

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

PHẠM THÁI NINH 82 11BCTM.KH Theo thứ tự, hình 4.12(a): biểu đồ của ảnh R, hình 4.12(b): biểu đồ của ảnh G; hình 4.12(c): biểu đồ của ảnh B; hình 4.12(c): biểu đồ của ảnh GS.

Nhận xét:

 Trong 4 biểu đồ thì biểu đồ giá trị cường độ ánh sáng của ảnh GS có hình dạng Sin là điển hình nhất, biểu đồ giá trị cường độ ánh sáng của ảnh R có hình dáng bị sai lệch nhiều nhất so với hình dáng Sin (có xuất hiện sự tràn ngưỡng giá trị cường độ ánh sáng: thể hiển ở những đỉnh vân bằng chứ không có đỉnh nhọn của hình Sin)

 Sự phân bố giá trị cường độ ánh sáng của ảnh GS là đồng đều nhất (các đỉnh vùng biên có giá trị cường độ ánh sáng gần bằng nhất với giá trị cường độ ánh sáng của các đỉnh vùng trung tâm và khoảng 150 theo độ nhạy CCD camera ).

 Sự phân bố giá trị cường độ ảnh B là kém đồng đồng đều nhất ( có sự sai lệch khá lớn giữa giá trị cường độ ánh sáng của đỉnh vùng biên khoảng 100 và giá trị cường độ ánh sáng của đỉnh vùng trung tâm khoảng 150 theo độ nhạy CCD camera )

 Giá trị cường độ ánh sáng của ảnh G và R là cao nhất khoảng 200 theo độ nhạy CCD, còn của 2 ảnh còn lại khoảng 150 theo độ nhạy CCD camera.

 Bước sóng của cả 3 ảnh đều cho giá trị gần bằng nhau khoảng 60 pixel

 Trong các ảnh R(a), G(b), B(c) thì trên đồ thị 3 đường R,G,B tách biệt hẳn nhau. Chiếu ảnh màu gì thì màu đó hiện rõ hẳn trên đồ thị (biểu thị bằng đồ thị của màu đó cao hẳn lên, đồ thị của 2 màu còn lại thì thấp )

Chiếu ảnh GS trên 2 máy chiếu khác nhau (HP và Sony)

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

PHẠM THÁI NINH 83 11BCTM.KH

Hình 4.13: Ảnh GS có độ rọi 85 theo độ nhạy CCD được chiếu lên nền ghi xám được chụp lại và được xử lý cường độ: máy chiếu HP (bên trái), Sony (bên phải)

Trên hình 4.13 là hình ảnh thu được từ camera với 2 ảnh được chiếu lên bằng 2 máy chiếu HP và Sony với các thông số ban đầu của ảnh Sin: cường độ ánh sáng 85 theo độ nhạy CCD, kích thước ảnh 640x480, bước sóng 50 pixel, số pha 3 trên nền ghi xám.

Nhận xét: Trong cùng điều kiện chiếu như trên ta thấy:

 Bằng mắt thường có nhận thấy ảnh vân mẫu thu được từ máy chiếu HP cho độ sáng tốt hơn so với ảnh được phát ra từ máy chiếu.

 Hình dáng của đồ thị giá trị cường độ ánh sang của ảnh phát ra từ máy chiếu HP và Sony đều có hình dáng Sin song với máy chiếu DLP thì hình dáng đồ thị Sin sắc nét và trơn hơn.

 Giá trị cường độ ánh sáng của ảnh được chiếu từ máy HP ( giá trị các đỉnh vân ở trung tâm và các đỉnh vân vùng biên gần bằng nhau và khoảng 250 theo độ nhạy CCD) đồng đều hơn giá trị cường độ ánh sáng của ảnh được

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

PHẠM THÁI NINH 84 11BCTM.KH chiếu từ máy chiếu Sony (giá trị cường độ ánh sáng các đỉnh trung tâm khoảng 80 theo độ nhạy CCD).

 Giá trị cường độ ánh sáng thấp nhất của 2 ảnh phát ra từ hai máy chiếu đều như nhau là 0 và cao nhất đều <255 theo độ nhạy CCD.

 Bước sóng của 2 ảnh phát ra từ 2 máy chiếu là gần như nhau và khoảng 60 pixel

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

PHẠM THÁI NINH 85 11BCTM.KH

Hình 4.14. 3 ảnh GS được chụp lại từ 3 nền khác nhau

Trên hình 4.14 là 3 ảnh thu được từ camera của 3 ảnh GS có kích thước 640x480 pixel, bước sóng 50 pixel, cường độ sáng 85 theo độ nhạy CCD được chiếu bằng máy chiếu HP trên 3 nền khác nhau theo thứ tự 4.14(a) là nền ghi xám, 4.14(b) là nền trắng, 4.14(c) là nền xanh.

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

PHẠM THÁI NINH 86 11BCTM.KH

Hình 4.15. Biểu đồ so sánh giá trị cường độ ánh sáng của ảnh GS được chiếu trên 3 nền khác nhau

Trên hình 4.15 là 3 biểu đồ giá trị cường độ sáng của 3 ảnh GS có cùng thông số ban đầu (cường độ sáng: 85 theo độ nhạy CCD camera, kích thước 640x480 pixel, bước sóng 50 pixel, số pha 3) được chiếu bằng máy chiếu HP lên 3 nền khác nhau: hình 4.15(a): nền ghi xám; hình 4.15(b): nền trắng; hình 4.15(c): nền xanh. Nhận xét:

 Với nền ghi xám thì giá trị cường độ sang là thấp nhất khoảng 150, với nền trắng và xanh là gần như nhau khoảng 250 theo độ nhạy CCD camera..

 Sự phân bố cường độ sáng của các đỉnh vùng biên và vùng trung tâm là khá đồng đều ( gần như không có sự chênh lệch về giá trị cường độ sáng giữa 2 vùng) của cả 3 nền.

 Với nền trắng và nền xanh, thì đỉnh vân không còn nhọn như đỉnh của nền ghi xám (nền xanh là rõ nét nhất), đây chính là dấu hiệu của sự tràn ngưỡng đo.

 Bước sóng của 3 ảnh được chiếu lên 3 nền khác nhau đều cho có giá trị gần như nhau khoảng 60 pixel.

Chiếu ảnh GS có cường ánh sáng khác nhau (85 và 170 theo độ nhạy CCD)

(a)Cường độ ánh sáng 85 theo độ nhạy CCD của camera

(b)Cường độ ánh sáng 170 theo độ nhạy CCD của camera

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

PHẠM THÁI NINH 87 11BCTM.KH

Hình 4.16. 2 ảnh GS có cường độ ánh sáng khác nhau

Trên hình 4.16 là 2 ảnh thu được từ camera của 2 ảnh GS có cùng kích thước 640x480 pixel, cùng bước sóng 50 pixel, có cường độ ánh sáng khác nhau, được chiếu bằng máy chiếu HP trên nền ghi xám. Theo thứ tự là 4.16(a) ảnh GS có cường độ ánh sáng 85 theo độ nhạy CCD và 4.16(b) là ảnh GS có cường độ ánh sáng 170 theo độ nhạy CCD.

Hình 4.17. Biểu đồ so sánh giá trị cường độ sáng của 2 ảnh được tạo ra với 2 giá trị cường độ sáng ban đầu khác nhau.

Trên hình 4.17 là 2 biểu đồ so sánh về giá trị cường độ sáng của 2 ảnh GS được tạo ra với thông số ban đầu giống nhau về kích thước ảnh (640x480), bước sóng (50 pixel), số pha (3), cùng máy chiếu HP chiếu trên cùng nền ghi xám nhưng khác nhau về giá trị cường độ sáng ban đầu. Lần lượt là: hình 4.17(a): biểu đồ giá trị cường độ sáng của ảnh GS được tạo ra với giá trị cường độ sáng ban đầu là 85 theo độ nhạy CCD camera; hình 4.17(b): biểu đồ giá trị cường độ sáng của ảnh GS được tạo ra với giá trị cường độ sáng ban đầu là 170 theo độ nhạy CCD camera.

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

PHẠM THÁI NINH 88 11BCTM.KH Nhận xét:

Các đỉnh vân trong đồ thị của biểu đồ giá trị cường độ sáng của ảnh thu được từ ảnh có cường độ sáng ban đầu (170 theo độ nhạy CCD camera) không còn có dạng nhọn của đỉnh Sin nữa, mà là dạng bằng, đây là sự tràn ngưỡng của thông tin đo, gây mất thông tin đo.

4.5. Đánh giá kết quả thực nghiệm. 4.5.1. Sự phân bố do các màu. a. Nhận xét:

Dựa vào kết quả thực nghiệm thấy rằng:

 Với cùng một mức cường độ ánh sáng (85 theo độ nhạy CCD camera) và cùng bước vân (50 pixel) thì giá trị cường độ của các màu là tương đối như nhau ( khoảng 100 theo độ nhạy CCD camera). Có sự sai lệch so với giá trị mẫu cần tạo ra dẫn đến có sai số khi tính toán chiều cao Z của chi tiết làm ảnh hưởng đến chất lượng của phương pháp.

 Ảnh GS cho dạng hình Sin là rõ nét nhất, mối tương quan về hình Sin lẫn giá trị cường độ ánh sáng giữa 3 pha là đồng đều nhất.

 Ảnh R có dạng hình Sin là không rõ nét nhất, kết quả thu được cho thấy sự rời rạc giữa 3 pha.

Dựa vào nguyên lý dịch pha 3 bước như đã nêu ở trên, thì khi kết quả thu được không có sự đồng nhất giữa 3 pha sẽ làm ảnh hưởng đến giá trị cường độ ánh sáng trong công thức tính chiều cao Z của điểm cần đo.

b. Nguyên nhân:

 Màu sắc của những ảnh chiếu mẫu khác nhau, độ tương phản khác nhau sẽ làm cho kết quả thu được cũng khác nhau. Trong phần thực nghiệm thì màu R là màu có sự sai lệch nhiều nhất, cụ thể là sự không đồng đều về giá trị cường độ ánh sáng của 3 pha.

 Với từng nền trong phần thực nghiệm thấy rằng nền ghi xám cho chất lượng tốt nhất, nền xanh có sự xuất hiện của tình trạng tràn ngưỡng. Đó là nguyên

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

PHẠM THÁI NINH 89 11BCTM.KH nhân khi chiếu ánh sáng cấu trúc lên nền xanh sẽ gây nên hiện tượng chóa khiến cho chất lượng hình ảnh thu được từ camera không được tốt.

 Điều kiện thí nghiệm không tuyệt đối tách biệt trong môi trường ánh sáng. Các yếu tố ánh sáng bên ngoài (đèn, ánh sáng ngoài trời) sẽ làm ảnh hưởng tới độ tương phản của nền chiếu và ảnh chiếu mẫu dẫn đến chất lượng ảnh cũng không được tốt và thay đổi theo môi trường thực nghiệm.

 Với 2 loại máy chiếu thực nghiệm thì máy chiếu công nghệ DLP cho chất lượng tốt hơn công nghệ LCD, cụ thể là màu sắc của ảnh chiếu bằng công nghệ DLP trung thực hơn và rõ nét hơn công nghệ LCD. Đó là lý do vì sao giá trị cường độ ánh sáng của ảnh chiếu bằng DLP phân bố đồng đều hơn giá trị cường độ sáng của ảnh chiếu bằng LCD.

c. Đề xuất hướng khắc phục.

Với từng điều kiện chiếu khác nhau, có sự tương phản về màu sắc và ánh sáng kháu nhau thì phải chọn loại máy chiếu cho chất lượng tốt hơn (DLP), chọn màu của loại vân chiếu cho độ chính xác cao nhất (màu GS) để ảnh thu được có chất lượng cao nhất, từ đó mà độ chính xác của phương pháp đạt kết quả tốt nhất trong cùng một điều kiện.

4.5.2. Thay đổi cường độ sáng của vân mẫu: a. Nhận xét:

 Với 2 giá trị cường độ sáng tiến hành thực nghiệm là 85 và 170 theo độ nhạy CCD camera, cho thấy với cường độ sáng 170 có sự xuất hiện của hiện tượng cường độ ánh sáng bị tràn ngưỡng (hình ảnh thu được không còn có hình dạng Sin điển hình nữa).

 Dựa vào cách tính độ cao Z trên cơ sở cường độ ánh sáng đo được, thì khi dạng vân hình Sin có cường độ sáng bị tràn ngưỡng sẽ gây nên tình trạng mất thông tin đo, do đó không thể tính được chiều cao chính xác của chi tiết làm ảnh hưởng đến độ chính xác của phương pháp đo.

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

PHẠM THÁI NINH 90 11BCTM.KH

Nguyên nhân gây nên hiện tượng tràn ngưỡng là do hệ thống thu ảnh từ camera không đủ nhạy sáng, điều chỉnh tiêu cự của camera chưa chính xác khiến ảnh thu được có sự sai lệch về giá trị cường độ sáng.

c. Đề xuất hướng khắc phục

Với từng môi trường cụ thể khác nhau, từng loại camera có chất lượng khác nhau, hãng khác nhau, độ nhạy sáng khác nhau thì phải điều chỉnh giá trị cường độ sáng của ảnh tạo ra phù hợp nhất để chất lượng ảnh thu được đạt tốt nhất (cụ thể ở thực nghiệm là ảnh có cường độ sáng nhỏ hơn 170 theo độ nhạy CCD camera).

4.5.3. Sự suy giảm cường độ của vùng biên ảnh so với vùng trung tâm. a. Nhận xét:

Trên hình 4.18 thấy có sự khác biệt giữa các đỉnh của vân trung tâm và các vân ở vùng biên của ảnh. Luật hình Sin phân bố chủ yếu ở vùng trung tâm của ảnh, càng tiến về vùng biên thì càng có sự chênh lệch về giá trị cường độ sáng (phần lớn là nhỏ hơn). Sự không đồng đều về giá trị cường độ ánh sáng trên toàn ảnh này là nguyên nhân dẫn đến sai số khi xây dựn g lại hình ảnh 3D của chi tiết (phần gần trung tâm quét sẽ cho độ chính xác cao hơn so với phần xa trung tâm quét hơn). Đây là nhược điểm của hệ thống nếu đem quét các vật có kích thước lớn thì sẽ cho kết quả không chính x ác.

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

PHẠM THÁI NINH 91 11BCTM.KH

 Vùng (1) các đỉnh vân vùng biên trái có giá trị cường độ ánh sáng khoảng 130 theo độ nhạy CCD camera.

 Vùng (2) các đỉnh vân vùng trung tâm có giá trị cường độ ánh sáng khoảng 150 theo độ nhạy CCD camera.

 Vùng (3) các đỉnh vân vùng trung tâm có giá trị cường độ ánh sáng