Determinare il corretto tempo di esposizione / bilanciamento del bianco e correzione del colore

A differenza della fotografia, l’esposizione non è determinata da criteri estetici, ma dai requisiti dell’applicazione. È necessario identificare quale caratteristica deve essere visibile e riconoscibile, ad esempio tramite un elevato contrasto. Una Telecamera correttamente adeguato impedirà che le aree di interesse risultino sovraesposte (chiare) o sottoesposte (scure). I seguenti passaggi ti guideranno nell’impostazione della velocità dello shutter, dell’apertura e del guadagno di una Telecamera machine vision.

Inizia con una scena neutra: Inizia con una scena che presenti un’illuminazione uniforme e colori neutri. Un foglio di carta bianca o il nostro bersaglio a scacchiera sono facili da identificare e mettere a fuoco. Questo ti aiuterà a stimare accuratamente il tempo di esposizione senza influenze cromatiche. Per la messa a fuoco può essere utilizzato il nostro Testchart. Il prodotto reale potrà essere utilizzato successivamente.

Imposta il tempo di esposizione: Adegua ExposureTime per controllare la quantità di tempo in cui il sensore della Telecamera è esposto alla luce. Valori più alti consentono l’ingresso di maggiore luce, mentre valori più bassi riducono la quantità di luce raccolta dal sensore. Per una regolazione iniziale rapida, è possibile utilizzare ExposureAuto. La Telecamera industriale adeguerà ExposureTime per ottenere un valore di grigio calcolato uniforme (ExpectedGreyValue) su tutta l’immagine. Una volta stabilito questo punto di partenza, ExposureAuto deve essere impostato su Off e ExposureTime può essere adeguato manualmente. Ogni volta che il cursore viene spostato sull’immagine, Galax Viewer mostrerà i valori RGB sotto l’immagine. Questo può aiutare a identificare aree sovraesposte o sottoesposte.

Adegua l’apertura: La funzione principale dell’apertura è definire la profondità di campo. La profondità di campo spesso non viene specificata al millimetro, ma piuttosto come un’area che deve essere a fuoco. Questo offre la possibilità di raccogliere più luce con un’apertura più ampia (valori f più bassi) e consentire tempi di esposizione più brevi.

Imposta il guadagno o lo shift digitale: In condizioni di scarsa illuminazione, con tempi di esposizione brevi dovuti al tempo di ciclo o con oggetti in movimento, potrebbe non essere possibile ottenere la corretta luminosità. In questi casi, è possibile utilizzare Gain analogico o DigitalShift per amplificare il segnale del sensore e rendere le immagini più luminose. Queste funzioni introducono rumore nell’immagine e dovrebbero essere utilizzate il meno possibile.

Testa con condizioni di illuminazione variabili: Se rilevante per la tua applicazione, testa la Telecamera in una varietà di condizioni di illuminazione pertinenti alla tua applicazione per assicurarti che le impostazioni di esposizione scelte funzionino correttamente in diversi scenari.

Dopo aver trovato le impostazioni di esposizione, il passo successivo è regolare il bilanciamento del bianco per garantire una rappresentazione accurata dei colori. Utilizzare un riferimento bianco o di colore neutro nella scena e regolare le impostazioni della Telecamera per eliminare eventuali dominanti di colore.

Utilizzare una scheda di bilanciamento del bianco o un target grigio: Posizionare un foglio bianco o un target grigio neutro nella scena. Questo fornirà un riferimento per una riproduzione accurata dei colori. Come ExposureAuto, WhiteBalanceAuto esegue i suoi calcoli sull’intera immagine per impostazione predefinita. AWBROI consente di definire una regione di interesse per l’algoritmo di bilanciamento del bianco.

Selezionare una modalità di bilanciamento del bianco: La Telecamera offre tre modalità di bilanciamento del bianco: Off, Once e Continuous. In modalità Continuous, la machine vision Telecamera regolerà costantemente i tre canali colore per ottenere un’immagine uniforme. In Once, il calcolo verrà eseguito una sola volta e i risultati verranno memorizzati come BalanceRatio per ciascun canale. La modalità Off verrà impostata automaticamente dopo una singola esecuzione Once del bilanciamento del bianco. Inoltre, un utente esperto può impostare manualmente i tre canali dopo aver calcolato i valori con un target di calcolo del colore.

Regolare la temperatura colore: La Telecamera industriale consente la regolazione manuale della temperatura colore, che può essere ottimizzata per ottenere un bilanciamento naturale dei colori. Temperature più fredde (valori Kelvin più alti) rendono l’immagine più blu, mentre temperature più calde (valori Kelvin più bassi) la tingono di ambra. La temperatura colore predefinita è impostata su LightSourcePreset=Daylight6500K.

Valutare i colori: Controllare i colori nell’immagine per assicurarsi che appaiano naturali e accurati. Se possibile, confrontare i colori acquisiti con colori di riferimento noti per garantire una riproduzione fedele. Se i colori di riferimento risultano più o meno vividi, la modalità di saturazione può essere utile in questa situazione. Un valore di 0 produce un’immagine monocromatica, mentre un valore di 128 esalta i colori. SaturationMode è indipendente da LightSourcePreset.

Iterare e ottimizzare: Alternare tra le regolazioni di esposizione e bilanciamento del bianco fino a ottenere un’immagine ben esposta e con colori accurati.

Nel corso del 2022 DAHENG ha introdotto nuovi FPGA in tutti i modelli MERCURY2. L'FPGA (Field Programmable Gate Array) è responsabile della raccolta dei dati dal sensore di immagine e di tutti gli algoritmi in-camera. Il vantaggio del nuovo FPGA è una maggiore potenza di calcolo che si traduce in migliori prestazioni e nuove funzioni. Oltre a nuove funzioni come Event Control, sono stati aggiunti metodi di alterazione dell'immagine di base. Questi includono binning, decimazione, mirroring, digital shift, burst mode e opzioni di elaborazione dell'immagine come sharpen e riduzione del rumore.

I vecchi modelli FPGA fornivano la funzione di bilanciamento del bianco e correzione del colore AWBLampHouse, situata in AnalogControl. Questa funzione è stata sostituita con il nuovo FPGA. Una funzionalità simile, ma più raffinata, è ora disponibile in
ColorTransformationControl, descritto nel paragrafo sopra. ColorTransformationControl offre uno stato predefinito più ideale e un aspetto naturale dell'immagine. 

Se si utilizzano Telecamere FPGA vecchie e nuove insieme in un'applicazione, il parametro LightSourcePreset deve essere impostato su Off. La Telecamera si comporterà in modo simile alle vecchie Telecamere FPGA, il bilanciamento del bianco può essere eseguito manualmente o tramite BalanceWhiteAuto come con AWBLampHouse. Con il parametro BalanceWhiteAuto ora situato in ColorTransformationControl, AWBLampHouse è ancora disponibile sotto AnalogControl per il controllo del preset del bilanciamento del bianco. Si prega di notare che, mentre viene utilizzato il nuovo bilanciamento del bianco e la correzione del colore, AWBLampHouse deve essere impostato sul valore predefinito Adaptive. In caso contrario, i colori potrebbero non essere visualizzati correttamente.

Purtroppo, non è possibile aggiornare i vecchi modelli FPGA al nuovo ColorTransformationControl.