欧姆龙ccd

舊型產品
Ｈ Ｄ Ｒ
傳統的影像處理方式無法辨識刻印在金屬R面上的文字，而HDR處理可 在相同的照明環境下確實地完成檢測。
【色相強調模式】
只要保持色相資訊，即可為運用顏色的檢查合成最佳影像。
【色相加強模式的特長】 合成 ＋ 加強色相/彩度
● 不會有掉色、顏色泛黑的情形， 提高顏色的重現性。
解決方案實例
對準中心的零件(深度較深)進行 照明時，外側的金屬部分就會 出現光暈。
■亮度變化較大時
當外部干擾光線使得亮度變化變大時，此時 就必須調整照明。或者，裝置端必須採取因 應措施，像是加上防護牆等以阻隔檢查製程 中的外部干擾光線。
【以往的問題】
白天 夜晚 需要防護牆以阻隔 外部干擾光線
● 需要可阻隔外部干擾光線的裝置。
舊型產品 HDR影像
■可在相同的照明條件下，同時檢查光線反射率相異的部 分。
舊型產品
■即使在容易發生照明變化的環境下，也能隨時取得穩定 的輸入影像。
舊型產品 HDR影像
HDR影像
白天
舊型產品
白天
夜晚
夜晚
HDR的影像處理架構
■高動態範圍影像處理的基本原理
一般在進行高動態(HDR)影像處理時，會自動地變更快門速度，並於同時間內拍攝多張亮度不同的影像，然後再將這些影像以 高速合成為1張影像，藉此產生傳統的工廠自動化(FA)專用攝影機所無法重現的廣泛動態範圍影像。FZ3的HDR功能也是採用了 此種影像處理原理。
舊型產品
光暈
上半部影像的 動態範圍
HDR影像
泛黑
HDR處理 後的動態 範圍
下半部影像的 動態範圍
◆藉由動態範圍的擴大…◆ 即可運用過去的照明條件、攝影裝置，取得無光暈且不泛黑的鮮明影像。
■即使因為R面的形狀造成光暈或照明不均時，也能產生 品質穩定的影像。
舊型產品 HDR影像
■對於金屬表面等容易反射光線的材質也能忠實地重現影 像。
白天 平均亮度：12
合成 ＋ 修正亮度
白天 平均亮度：10
可在修正白天夜晚亮度變化 後輸出影像。
【亮度平衡功能的特長】 夜晚 平均亮度：8 夜晚 平均亮度：10
●永 遠 讓 整 個 畫 面 或 所 設 定 的 區 域，維持固定的亮度平均值。
【演算法解說】運用HDR功能時的亮度平衡範圍
在動態範圍受到限制的一般影像處理中，可供進行平衡的亮度範圍也會受到限制。使用OMRON的HDR功能的話，可以讓動態 範圍增加5000倍，相對地可配合的亮度範圍也將隨之增大。因此，即使在和過去相同的照明條件下或是使用一般的CCD攝影機 ，也能夠在一般的影像處理所無法配合的範圍下，因應較大的亮度變化。
對象影像 的亮度分 佈直方圖
瞬間即可計算出視野內的影像亮度分佈， 並由系統自動決定適合拍攝亮處與暗處的 快門速度及拍攝次數。
明亮度 第1張 高速 第2張 中速 第3張 低速
改變快門速度並連續進行拍攝。 瞬間即可完成各種不同亮度的影像。
連續拍攝多張影像
瞬間合成多張影像。 只要將動態範圍擴大，即使發生照明變化 或光暈時，也能夠處理為鮮明的影像。
與照明之間的距離不同或是材質不同，因而造 成光線反射率差異時，很難利用一次照明吸收 光線差異並進行拍攝，這時候就必須設法改變 照明條件，進行第2次拍攝，如此將使得處理 流程變得過於複雜。
檢查金屬零件的有無或直徑
【以往的問題】
● 改變照明條件並進行多次拍攝極為繁複。
擷取外側金屬部分(深度較淺)的 邊緣時中心的零件會變暗。
過去所難以檢測的檢查及量測範例
金屬的圓筒形及 曲面部分的檢查
容易產生光澤 之鏡面的檢查
凹洞及深度部分 的檢查
檢查區域內不同亮度 的工件
因外部干擾光線造成 亮度變化時
使用FZ3高動態功能，即可達成下列目標！
●當對象物具有金屬表面或R面時，使用FZ3即可排除容易出現的光暈或泛黑，輕鬆即可拍攝到最適合檢查的影像。 ●僅需自然光或簡單的照明環境，即可確實地拍攝到檢查對象。 ●可因應日夜的照明變化，避免對象物檢測錯誤或遺漏的情形。
【線形模式的特長】
●降 低 低 濃 度 時 所 產 生 的 干擾。
合成
(重現對象物原本的濃度)
解決方案實例
舊型產品 亮度：255
在照明變化較大的環境下進行刮痕髒污檢查
HDR (具線性模式+亮度平衡功能) 亮度：64 亮度：255 亮度：64
髒污的濃度值：100 背景濃度值：50
髒污的濃度值：18 背景濃度值：35
需要尺寸大於工件的 球型照明
■當平面為鏡面狀態時
由上方直接照明時，正反射將造成光線擴散。 此時可利用低角度照明或斜光照明來避開正反 射光，但要平均地照射到所有範圍則是一件困 難的事。
【以往的問題】
金屬上的文字檢查 可能會有光量不足的情形
● 為了避開正反射光，以致於無法達到足 夠的光量。
■亮度不同時(工件是由有高度的不同材質所組成)
光暈
泛黑
■圓筒形等外觀上有R面的情形
對於固定方向的照明，由於光線會被反射至曲 面上，往往使得影像出現陰影或光暈等照明不 均的情形。因此，這時候就必須利用球型照明 來照射，以產生亮度平均的影像。
【以往的問題】
● 需要尺寸大於工件的球型照明。因此在 設置場所上有所受到限制。 ● 成本過高。
圓筒金屬上的文字檢查
人眼在辨識物體時，會在無意識的狀態下調整自然看到的 物體的要素(亮度、色階等)。例如，看到較暗的部分時， 即使和實際的亮度出現差異，也能夠以較精細的色階，將 不容易看到的部分變得清晰可見。HDR「標準模式」能在 維持原有亮度的條件下呈現出色階，將不易辨識的部分以 更精細的影像呈現。因此，即使在單純的照明環境下，也 能夠以趨近人眼感覺的方式執行。另一方面，HDR的「線 性模式」係藉由忠實地呈現出對象物實際的物理亮度的方 式，在維持對象物原本濃度的條件下產生影像。想要比人 眼更忠實地處理對象物原本的濃淡值(亮度及顏色)時，本 公司建議您可以考慮本產品。
只要由設定畫面選擇即可。
【標準模式的特長】
●可得到趨近人眼的影像。 ●既可防止光暈，又能重現較暗的 部分。
合成輸出
解決方案實例
鈕扣電池上的刮痕檢查 【HDR (標準模式) +高精確度刮痕髒污檢查】 圓柱形金屬零件的文字檢查 【HDR (標準模式) +檢查一般文字】
舊型產品 Ｈ Ｄ Ｒ 過去在進行影像處理時，由於金屬面出現光暈，以 致無法當場檢測出樹脂部分及金屬表面的刮痕。使 用HDR處理後，即使在趨近自然光的照明條件下， 也能確實擷取到樹脂部分及金屬部分。
以高速合成
何謂動態範圍？
即為1張影像所呈現出來的亮度最小值與最大值之間的比例。一般的CCD攝影機拍攝1次所 得到的影像動態範圍約為50 dB (分貝)左右，人眼的動態範圍則為80 Db。而OMRON的 HDR功能約可達到120 dB的動態範圍。相較於一般的CCD攝影機，可拍攝的亮度範圍在 明暗比例上增加約5000倍！
舊型產品
接著劑的有無之檢查【HDR (色相強調模式) +顏色面積】
HDR
因零件的形狀使得照明不易對準，在加上接著劑的顏色 濃度較低，因此無法檢測出有無接著劑。
即使照明環境和過去相同，也能確實地重現接著劑的顏 色，並進行檢測。
【線性模式】
在標準模式下，濃度值雖然和亮度的對數呈比例，但是一進入線性模式，濃度值就和亮度呈比例。 想要比人眼更忠實地處理對象物原本的濃淡(亮度、顏色)值時，本模式具有最佳效率，建議和精細比對(Fine match)或刮痕髒污檢查等 功能搭配使用。
以趨近人眼的狀態 來合成影像
人眼
在無意識狀態下進行調整
FZ3 HDR機能
依場景進ห้องสมุดไป่ตู้調整
●儘量達到精細效果 ●無論亮處或暗處的亮度都十分平均
●高解析度 ●動態範圍更為廣泛
●亮度平衡功能
可在合成HDR影像時修正影像亮度，並輸出特定亮度範圍的影像。因此，即使像白天或夜晚等影像環境的亮度發生變化時， 也能加以平衡。
■亮度平衡範圍
０
傳統處理方式的亮度平衡範圍
HDR功能的亮度平衡範圍
255
【演算法解說】高速合成處理
最快21 ms *1
傳統的HDR技術需要較多的時間來完成合成處理，因此僅適合運用於數位相機或離線量測等用途上。FZ3著重於合成處理上並 能以高速的方式完成處理。當攝影機正在拍攝HDR專用的影像時，會先將已經拍攝完成的影像進行合成，藉此方式達成高速處 理。因此能夠達成工廠自動化(FA)現場所需的HDR處理速度要求。 同時進行拍攝及合 成動作，藉此達成 ■合成4張拍攝到的影像時 高速化的目標
─利用簡單的照明調整，輸入鮮明的影像─
若想要透過影像處理來達到檢查自動化的 目標，「如何能夠穩定地輸入容易檢查的影 像？」對於整體成敗具有舉足輕重的影響。 例如，當對象物因為表面為金屬材質，而 不易進行影像處理時，往往容易因為些微的 外部干擾光線或是搬運時振動的影響而造成 光暈的產生。此時光暈就是阻礙穩定檢查的 重大原因。 此外，也常見到因為日夜的日照變化而造 成周圍的照明環境發生變化，因而產生無法 穩定檢查的情形。 基於上述理由，為了要在導入現場讓檢查 品質更為穩定，因此必須耗費許多時間來進 行照明調整。而且，要隨心所欲地產生最佳 的影像是一件極為困難的事，需要熟練的技 術才能完成照明控制。 為了解決此一問題，OMRON採用了獨創 的技術，首創業界先例，將高動態範圍 (HDR)影像輸入功能配置在視覺感測器FZ3 系列中。 本解說書將說明如何利用HDR功能解決過 去的條件下所無法檢測出來的檢查問題，並 在使用者已經瞭解其演算法特性的基礎上， 針對其相關的專業知識(Know-how)進行說 明，以期能更有效率地使用該產品。
■ HDR影像處理進化版 FZ3所配備的HDR功能
FZ3所配備的HDR功能還可將所拍攝到的影像進行合成，而不僅只是單純地擴大動態範圍而已。本產品在攝影後的合成處理及 設定方法上採用了OMRON獨創的演算法及專業知識，能依現場環境、檢查用途及對象物達到最佳的影像輸入，因此是一項能 夠讓工廠自動化現場輕鬆運用的處理項目。