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1、CCD影像檢測原理認識與應用技術製作者製作者:廖雪清廖雪清審核者審核者:滕文暉滕文暉教材編號教材編號:GHRB2.5.3N118S版次版次:Rev. A 製作日期製作日期:2008.8.31 適用期限適用期限:2009.9.11目錄为什么导入视觉系统?视觉系统架构系统基本原理CV-3000业界领先统计解析功能各行业应用技术疑难解答 (Q & A)2导入图像传感器的优点改善事例1光电传感器LED的装配不合格检查位置偏差导致误动作多点检查时，传感器设置麻烦必须在每一工序改变传感器的位置问题点问题点3导入图像传感器的优点改善事例1同时检查多个点依靠高速灰度搜索，具备位置修正功能能够多点同时判别能够进
2、行品种注册，工序切换迅速点亮不合格其他品种装配偏差优点优点4导入图像传感器的优点改善事例2目视检查瓶子的各种不合格检查有漏查有个人差别导致的不一致全面检查需要时间问题点问题点5导入图像传感器的优点改善事例2优点优点高速生产线的全面检查配备了从有无判定到尺寸计测的充实的检查模式通过连接2台相机，眼睛看不到地方也能稳妥的检测到每秒抽样60次，支持高速生产线相机2相机1相机1相机2盖子翘起液面水平标签偏差日期打印缺失6导入图像传感器的优点改善事例3问题点问题点以往的图像处理装置图像处理装置图像处理装置价格高操作困难体积大，在现场设置困难7导入图像传感器的优点改善事例3优点优点小型简单低成本与图像处理
3、装置相比，实现了低价格实现了无需PC的简单操作，可在现场使用有助于节省空间的超小型设计简便控制台输入内置了5.5inch液晶监视器的控制器，可安装在控制盘上8视觉系统架构9专用相机和控制器的组合彩色百万像素小型等8种数码相机200万像素彩色24万像素彩色24万像素灰色200万像素灰色任何相机使用同一控制器便可可实现操作统一硬件构成10構成系统概要控制器主体控制面板相机电缆镜头监视器相机1 相机2DC24V电源11以前是内置RISC型CPU中心的集中处理大容量、显示处理等存在数据处理的界限RISC型CPU输入输出信号控制（I/O、通信）RISC型CPU图像处理运算处理画面显示图图像像摄摄入入用用
4、ICIC一个界限！影像影像数据数据内部硬件构成12三处理器系统分散处理实现最佳化最快化（最高级别）输入输出信号控制图像处理运算画面显示处理DSP（1）A.C.E.图像传输图像传输彩色处理彩色处理DSP（2）DSP（1）DSP（2）RISC型CPURISC型CPU比较另一功能也另一功能也实现高速化高速化负责多个擅长领域数据数据内部硬件构成13数码相机的特点不会因转发而导致画质的降低不会因转发而导致画质的降低。 。图像清晰图像清晰。 。可在控制器端调节倍率可在控制器端调节倍率。 。彩色相机的特点信息量大，可以识别细小的色彩差异信息量大，可以识别细小的色彩差异。 。14数据传输噪声降低约降至 1/3
5、典型示典型示例：例：画面浓度数据的画面浓度数据的波动波动比较比较CV-3000商品概要说明要点数字传输相机反复操作精度提高！数字传输相机当然当然内部处理器内部处理器也也进化进化( (放大图像的比较示意图放大图像的比较示意图) )模拟方式模拟方式 数字方式数字方式波动波动最小值最小值最大值最大值最大最大浓度浓度模拟相机模拟相机数字相机数字相机15 系统基本原理16图像传感器的基本原理摄像环境光环境光反射光镜头CCD摄像元件17图像传感器基础CCD的像素与色阶环境光暗亮亮度等级18图像传感器能够实现的通过2值化，进行有无、面积、个数的测定区域计数点传感器通过浓淡边缘检测进行1维尺寸测定边缘检测通过
6、与正规化相关的灰度检查进行2维坐标测定绝对位置相对位置检测19通过值化进行面积测定值化将影像转换为黑白两色实物灰度图像黑白2值化图像2值化等级20通过值化进行面积测定窗口决定检测范围窗口OK窗口NG窗口OK以上下限公差判定以上下限公差判定窗口1窗口221计算窗口内被2值化（提取）的像素数面积有无大小的检查通过值化进行面积测定OKNGNG公差公差： ：设定为设定为800像素像素有文字像素像素像素文字缺损文字缺失22通过2值化进行个数计数测定标签的个数所谓标签，是指块。23计数模式的用途缺失NG色彩不同NG缺失NG个个瓶瓶BGA的针脚计数的针脚计数包装箱内的瓶子数量检查包装箱内的瓶子数量检查24图
7、像信息量的增加值化图像处理阶浓淡图像处理色彩色浓淡图像处理彩色相机的信息量多，能够进行细微的色彩差异的识别25HSB彩色浓淡处理-色调、色度、明度的1677万色数据变换！提取示例单击颜单击颜色提取点色提取点提取颜色提取颜色16671667万色和万色和256256灰阶灰阶彩色彩色浓淡处理色调 黑白灰度处理 明度 色度 256灰阶 256灰阶26彩色值化的用途引线框架上的膏体涂抹检测27彩色值化的用途药品封口胶带的有无检测28能够通过图像传感器做到的通过2值化，进行有无、面积、个数的测定区域计数点传感器通过浓淡边缘检测进行1维尺寸测定边缘检测通过与正规化相关的灰度检查进行2维坐标测定绝对位置相对位
8、置检测29边缘检测的算法二值化处理边缘（省略值化）投影处理直接检测水平的边缘投影处理微分处理后边缘微分处理后有补偿边缘CV3000至详细解说图像处理功能边缘30通过边缘检测进行尺寸测定外径内径测定外径测定外径测定内径测定内径测定31通过边缘检测进行尺寸测定间距测定中心间距中心间距间蔓间距间蔓间距32边缘检测新方式边缘检测以往方法的问题点照度变化边缘偏移遗漏检测波动边缘遗漏图像处理功能边缘33边缘检测新方式CV3000的边缘检测稳定检测边缘即使有照度变化检测检测原理原理图像处理功能边缘34边缘检测新方式基于边缘检测方式的稳定度投影处理是指边缘部分放大图用图显示图像处理功能边缘平均浓度个像素35边
9、缘检测新方式基于边缘检测方式的稳定度投影处理后直接检测水平的边缘变化检测水平后（80200变化）约2个像素的波动图像处理功能边缘浓度值检测位置检测水平检测水平水平水平水平计测值像素像素计测值计测值变化变化像素像素36投影处理微分处理后边缘不过边缘的变化度小时，不能检测！微分后用检测水平的中点检测不依赖水平的变化图像处理功能边缘边缘检测新方式基于边缘检测方式的稳定度不能识别边缘不能识别边缘通常时通常时产生照度变化时（变暗时）产生照度变化时（变暗时）错误检测错误检测37微分处理后有补偿边缘补偿常时峰值照度的变化没有问题！照度照度变变化化图像处理功能边缘边缘检测新方式基于边缘检测方式的稳定度补偿前补
10、偿前补偿后补偿后38边缘检测的精度反复测定结果 0.05像素（精度比以往高精度比以往高2倍倍）测定误差（重复精度）检测次数次测定值的误差像素39因噪声而误检测！细微区域检测到噪声限定检测部位时图像处理功能边缘边缘检测新方式边缘检测以往方法的问题点40可无视噪声实现稳定检测！因噪声而误检测！趋势边缘趋势边缘使使用示例用示例细微区域检测到噪声边缘检测新方式CV3000趋势边缘检测图像处理功能边缘41O环内外径测量连接器针节距检查图像处理功能边缘边缘检测新方式CV3000趋势边缘检测使用示例42XY方向、方向、倾倾斜方向边缘斜方向边缘当然可以测量，同时对当然可以测量，同时对圆圆周周圆弧形状圆弧形状也
11、可也可自由自由测测量量当然也可以指定当然也可以指定检测方向检测方向图像处理功能边缘边缘检测新方式CV3000检测区域示例角度角度43休息 15 分钟44映像映像白黒映像白黒映像浓淡处理与彩色处理的差别赤色濃淡処理以蓝色进行彩色浓淡处理45彩色浓淡处理从彩色数据创建256阶的浓淡图像。彩色原图彩色浓淡处理图像处理图点击提取点提取点提取颜色46检测的用途开封带的偏差检测开封带的偏差检测OKNG47能够通过图像传感器做到的通过2值化，进行有无、面积、个数的测定区域计数点传感器通过浓淡边缘检测进行1维尺寸测定边缘检测通过与正规化相关的灰度检查进行2维坐标测定绝对位置相对位置检测 （彩色浓淡处理）48灰
12、度搜索的用途（代表例）机器人的处理控制49通过灰度搜索进行位置测定样式搜索基本图像设定图像搜索检测出样式窗口搜索窗口50通过灰度搜索进行位置测定正规化相关方法基本图像相机拍摄到的图像形象图阶X坐标Y坐标51灰度搜索的精度反复测定结果 0.05像素（精度比以往高精度比以往高2倍倍）测定误差（重复精度）测定值的误差像素检测次数次52CV-3000业界领先统计解析功能53CV-3000多用途运用支援用统计解析功能不同场景时的活用示例初期引进并起动时（决定最佳设定值为止的作业）开始运用后设定确认质量管理（产品不良的确认、装置本身的设定确认）统计解析的主要规格多用途统计解析54运用支援用统计解析功能不同
13、场景的活用示例导入图像和起动时目前为止的工作情况如何？无统计功能 传送个工件进行结果确认 通过实际工件确认是否合格 另行采集数值另行统计仅少量图像数据 打开图像确认 样本数量少 使用了使用了CV3000CV3000之后之后总之比较费力，要取总之比较费力，要取得得最佳的设定值最佳的设定值非常非常困难困难。多用途统计解析55运用支援用统计解析功能不同场景的活用示例（初期引进时）CV3000（）通过统计解析功能确认 通过趋势波形直观地进行公差设定从波形数据链接至图像 趋势图表画面 通过统计数据确认设定（本体MAX511张） 统一对NG图像重新测试 通过图像履历进行重新设定 一览显示画面以最快的速度达
14、到以最快的速度达到最佳的设定。最佳的设定。多用途统计解析56运用支援用统计解析功能公差设定的最佳调整（趋势图表）通过趋势波形简单掌握检查状况也可确认NG图像。多用途统计解析57运用支援用统计解析功能最佳设定参数确认通过重新测试统一重新测试功能可以再现和确认检查状态从履历图像也可一次性进行图像登录多用途统计解析58运用支援用统计解析功能不同场景的活用示例（运用开始后）过去的成品率确认设定确认是什么状态？无统计功能另行通过传感器确认NG数量停止生产线进行设定值的微调整少量图像数据不能参照图像无法掌握NG工件的倾向对追查原因、改善的贡献不大要停止生产线或亲临现场 效率不高。即使仅编制数据收集的系统也
15、是非常费力的。CV3000CV3000运用运用之后之后多用途统计解析59CV3000（、）统计功能通过数据的自动统计进行检查数据的自动确认 一览显示画面 柱形图显示画面保存大量数据最大20000个数据图像511张（直连存储卡PC时容量可更大）运用支援用统计解析功能不同场景的活用示例（运用开始后）数据收集数据收集追查原因追查原因质量改善质量改善跨入了可以跨入了可以简单简单全面地活用全面地活用图像数据图像数据的时代的时代！多用途统计解析60运用支援用统计解析功能统计解析一览显示画面最大最大万万个个数据、图像数据、图像数据数据511511张可保存至张可保存至本体本体存存储器储器。可以确认成品率可以确
16、认成品率、偏差值等偏差值等可以在运行可以在运行中中变更变更上下限上下限公差设定公差设定在运行中将获在运行中将获取取的的数据数据保存至存储卡保存至存储卡。可用可用PC读读取和取和解析解析多用途统计解析61运用支援用统计解析功能统计解析柱形图画面可在柱形图简单确认NG的度数分布。当然也可确认保存画面、公差设定。多用途统计解析62运用支援用统计解析功能统计解析的主要规格 搭载数値统计趋势图柱形图可实现收集数据记录的存储卡保存操作运行中可以变更上下限公差运行中可以显示保存图像链接多用途统计解析63 行业应用64202方向判別电子部件行业电子部件的方向判定反方向判别被插入到定位带中的电子部件的方向。也可
17、以通过注册文字样式进行异品判别。65301液晶検査电机精密行业LCD的区段检查判定指定区段的点是否点亮。除点亮不合格外，也可进行点亮吻合的检查。缺失66404材塗布切検出物流行业涂抹不合格密封材料的涂抹量确认检测出密封材料的缺失、不足等涂抹不合格。能够不受容器污垢等影响，进行确切的检查。67504端子不良検出金属钢铁行业端子的镀层不合格检查检测出端子顶端的镀层不合格。依靠黑白色难以判定，但是利用银色和金色能够确切的加以判别。缺失不匀68601食品汚付着食品药物行业污渍污垢检测托盘容器的污渍检测出树脂托盘内附着的污渍及污垢。由于是彩色处理，即使托盘内有阴影，也能够确实的检测出污渍。69603薬品容器蓋検出食品药物行业 芳香剂封口膜剥离的检测芳香剂封口膜剥离的检测利用超小型图像传感器检测粘贴在芳香剂上的铝制盖膜的有无及微小的剥离。70701成形品型残検出树脂纸张行业检测注塑成型品的粘模粘模通过检测粘模，防止模具破损。由于可以只提取加工件的颜色，所以检测稳定。71704汚検出树脂纸张行业头发污渍密封材料的缺陷检查能够毫无遗漏的检测到密封材料的异物及孔眼、污渍。由于是彩色处理，因此即使是微小的变化也不会遗漏。72疑问期望不只限于以上介绍内容，我们还会回复您关于图像处理整体的相关问询。73 The end!74
