易坊好文馆

  1. 首页 > 玩科技 >

技术分析|机器视觉CCD表面缺陷检测技术分析：彩色CCD还是彩色检测系统？

系统 知识科普 视觉 检测 材料 表面 机器 技术分析 缺陷 棱镜 彩色 相机 Bayer 轴频

在当前机器视觉表面缺陷检测系统以黑白系统为主流的背景下 ， 有个别厂家的技术投入及研发能力不够、在市场上竞争力不足 ， 更缺乏品牌知名度 ， 出于市场策略的考虑 ， 不断向客户推荐“彩色相机检测系统”来博取眼球 ， 甚至混淆视听 。 作为深耕于机器视觉表面检测领域三十年的全球化企业 ， WINTRISS将通过本文从技术角度深度剖析“彩色CCD检测系统”与WINTRISS“彩色检测系统”的差距 ， 以正视听 。

技术分析|机器视觉CCD表面缺陷检测技术分析：彩色CCD还是彩色检测系统？
文章图片
WINTRISS系统在线检测半固化片外观质量
用户选用缺陷检测系统的时候 ， 其真正关心的是什么？【技术分析|机器视觉CCD表面缺陷检测技术分析：彩色CCD还是彩色检测系统？】缺陷检测系统的成败 ， 关键在于系统的缺陷检出能力、缺陷分类准确率 ， 以及检测系统稳定性 。 清晰、高对比度和细节完整的成像 ， 以及经过长期技术积累和市场验证的视觉检测及分类算法 ， 是达成高性能检测系统的两大基石 。 任何脱离这两大基石并意图通过其他所谓“捷径”来提升检测性能的手段都是不科学的——包括粗暴地用三线扫描彩色CCD替换黑白CCD 。
在技术层面 ， 无需滤光片的黑白单线CCD（单条感光片）成像可以最为精确地反映目标材料原有的视觉特征（色彩信息除外）和细节 。 由于在绝大多数应用场景中 ， 材料色彩信息对缺陷的检出和分类并无实际影响 ， 因此作为视觉检测行业的通识 ， 从缺陷检测效果角度考虑 ， 黑白单线CCD是缺陷检测系统的最佳选择 。 WINTRISS彩色检测系统正是基于黑白单线CCD相机 ， 独创性地结合了三彩色（R红、G绿、B蓝）检测通道的彩色检测系统 ， 从缺陷检测成效角度出发 ， 为市场提供多元化的检测方案 。
彩色CCD是缺陷检测的最佳选择吗？ 目前彩色CCD有三种实现方案：棱镜分光三CCD彩色相机、双线CCD相机（Bayer Pattern彩色CCD）及三线CCD相机 。
从技术上 ， 棱镜分光三CCD彩色相机使用棱镜将同一入射光分解成红、绿、蓝三道彩色光 ， 分别投射到三条独立的CCD感光单元 ， 其输出是由三条感光单元的感光值合成 。 这类彩色相机 ， 第一不需要使用滤光片 ， 保留了材料反射光的所有光谱和光子；第二 ， 照射到三条感光单元的光来自同一入射光线（经棱镜分光而成） ， 不存在空间偏差 ， 其生成的图像可完整且准确地捕捉材料的色彩信息、视觉特征和细节 。 从成像效果上 ， 采用棱镜分光三CCD彩色相机的检测方案可以和WINTRISS 彩色检测系统方案相媲美；但是由于这类彩色相机结构复杂、价格昂贵以及对振动极度敏感 ， 暂时没有缺陷检测系统采用该方案来实现彩色检测 。
目前缺陷检测系统使用的彩色CCD都采用双线CCD（Bayer Pattern彩色CCD）或三线（R、G、B）CCD ， 这类彩色CCD存在两个固有的问题：1）使用滤光片以过滤出红、绿、蓝三个单色 ， 造成光谱和光子损失；2）由于使用多线（双线或三线）CCD ， 成像存在空间偏差 。 这些固有问题最终会导致生成的图像颜色失真和细节丢失 ， 其中基于Bayer Pattern（Bayer filter）的双线CCD问题会更为严重 。 这类相机 ， 原理上每个滤光点（Pixel 点位）只能通过红、绿、蓝之中的一种颜色 ， 因此对应的Pixel点位实际只采集到单一颜色（红、绿、蓝中的一种）的信息 ， 被滤除的其他两种颜色信息是通过插值法补回——使用临近Pixel点位的颜色信息进行大致估算 ， 这使得其输出的彩色信息相较于材料的实际彩色信息有较大差距 。
创新性的WINTRISS 彩色缺陷检测系统 WINTRISS表面缺陷彩色检测系统在兼顾客户对彩色图像呈现的偏好、确保最佳检测效果的基础上 ， 独创性地提出了基于黑白单线CCD相机结合三彩色（红、绿、蓝）检测通道的彩色检测系统 。 以WINTRISS专有的高性能智能检测相机（黑白单线CCD）为平台 ， 经过数年努力 ， 成功研制出同轴频闪彩色光源和多通道检测技术 。 通过使用同轴频闪彩色光源 ， 于同一检测角度高速扫描目标材料 ， 生成目标材料的三组原色（红、绿、蓝）灰阶图像 ， 以三个相互独立的检测通道同步送进相机内置的FPGA处理单元 ， 进行同步高速缺陷检测算法处理 ， 并通过对同一缺陷在三检测通道的检出结果进行综合和关联分析 ， 给出更为准确和全面的缺陷特征 。 同时 ， 通过对检出缺陷的三组原色（红、绿、蓝）图像进行合成 ， 生成缺陷和三线彩色CCD视觉效果类似的彩色缺陷图像供用户阅览 。

技术分析|机器视觉CCD表面缺陷检测技术分析：彩色CCD还是彩色检测系统？
文章图片
图例：半固化片材料应用WINTRISS彩色在线检测系统检出的缺陷图片
此外 ， WINTRISS彩色检测系统完美兼容WINTRISS OPSIS 8000系列黑白智能相机 ， 因此对所有已安装该系列智能相机的应用 ， 都支持在更换相机固件及同轴频闪光源后 ， 快速便捷的升级为彩色系统 ， 这是其他竞品公司得技术无法实现的 。
结论 综上所述 ，通过采用彩色CCD实现彩色检测的企业如要达到和WINTRISS彩色检测类似的缺陷检测能力 ， 抛开其在检测算法和缺陷分类算法方面与WINTRISS的差距 ，其必须采用棱镜分光三CCD彩色相机 ， 而这显然是众多企业从成本及技术上无法实现的 。
WINTRISS 彩色检测系统与采用彩色CCD相比具有以下优势：
1）成像效果可以更准确和完整的捕捉缺陷的视觉特征与细节 ， 检测率和检测效果更佳；
2）可在有效控制成本的基础上将现有系统快速便捷的升级至彩色检测系统；
3）WINTRISS在核心缺陷检测算法和缺陷分类算法上拥有多年的技术积累 ， 使WINTRISS 彩色检测系统在整体的表面缺陷检测性能上优于竞品 。
关于WINTRISS微觉视
WINTRISS微觉视 (www.weco.com.cn) 创立于1989年 ， 是一家专注于表面质量视觉检测技术研发、生产及销售的高科技企业 ， 公司以自有专利相机、专利光源及运用AI算法的软件系统为核心 ， 专注为细分行业提供定制化的解决方案 ， 帮助客户监控产品质量、提升生产力 ， 实现企业价值与客户价值的共同成长 。 公司营销网络覆盖北美、亚洲、欧洲、中东等区域 ， 在中国设有营销中心及技术支持中心 。 经过三十年的发展 ， 公司已成为机器视觉检测行业领导者 ， 产品广泛应用于薄膜、锂电池、PCB、金属、玻璃、纸、无纺布、太阳能等行业 ， 在全球安装应用数千套 。

    推荐阅读


    上一篇：电池|泛亚微透：公司的CMD主要功能是解决狭小密闭空间内的凝露问题，是一款在行业内具有颠覆效应的创新产品

    下一篇：回音壁|惠威M200-Bar无线Soundbar有源音箱体验评测