Invoering

De sleutel tot een succesvolle machine vision application is een hoge kwaliteit afbeelding. Zelfs de beste hardware kan geen geweldige afbeeldingen produceren als deze verkeerd of met suboptimale instellingen wordt gebruikt. Zodra de verlichting is ingesteld om aan de application te voldoen, is het tijd om de industriële kleur camera aan te passen aan de verlichtingssituatie. Dit artikel behandelt de basisstappen van het bepalen van de juiste belichtingsinstelling tot witbalans. Ten slotte zal het de verschillen bespreken tussen de witbalansinstellingen van de oude en nieuwe MER2 camera modellen.

Hoe u de belichtingsinstellingen bepaalt

In tegenstelling tot fotografie wordt de belichting niet bepaald door esthetiek, maar door de vereisten van de application. Welke functie moet zichtbaar en identificeerbaar zijn, bijvoorbeeld door een hoog contrast. Een correct ingesteld camera voorkomt dat de gebieden van belang overbelicht (licht) of onderbelicht (donker) worden. De volgende stappen begeleiden je bij het instellen van de shutter, diafragma en gain van een machine vision camera. 

1. Begin met een neutrale scène: Begin met een scène die gelijkmatige verlichting en neutrale kleuren heeft. Een wit papier of ons schakeringdoel is gemakkelijk te identificeren en op te focussen. Dit helpt je om de belichtingstijd nauwkeurig in te schatten zonder kleurvervorming. Voor het focussen kan onze Testchart worden gebruikt. Het daadwerkelijke product kan later worden gebruikt. 
2. Stel belichtingstijd in: Pas ExposureTime aan om de tijd te regelen dat de camera sensor aan licht wordt blootgesteld. Hogere waarden laten meer licht binnen, terwijl lagere waarden de hoeveelheid licht die door de sensor wordt verzameld verminderen. Voor een snelle initiële instelling kunt u ExposureAuto gebruiken. De industriële camera zal de ExposureTime aanpassen om een uniforme berekende grijswaarde (ExpectedGreyValue) over het hele beeld te bereiken. Zodra dit startpunt is vastgesteld, moet ExposureAuto op Uit worden gezet en kan ExposureTime ingesteld worden aangepast. Wanneer de cursor over het beeld wordt verplaatst, toont Galaxy Viewer de RGB-waarden onder het beeld. Dit kan helpen bij het identificeren van over- of onderbelichte gebieden. 
   
3. Apertuur aanpassen: De primaire functie van het diafragma is het definiëren van de scherptediepte. De scherptediepte wordt vaak niet tot op de millimeter gespecificeerd, maar eerder een gebied dat scherp in beeld moet zijn. Dit biedt de mogelijkheid om meer licht te verzamelen met een groter diafragma (lagere f-stops) en kortere belichtingstijden mogelijk te maken.
4. Versterking of digitale verschuiving instellen: Bij weinig licht, met korte belichtingstijden als gevolg van cyclustijd of bij bewegende objecten, is het mogelijk niet mogelijk om de juiste helderheid te bereiken. In deze gevallen kan analoge Gain of DigitalShift worden gebruikt om het sensorsignaal te versterken en de beelden helderder te maken. Deze functies introduceren ruis in het beeld en moeten zo min mogelijk worden gebruikt.
5. Test met verschillende verlichtingsomstandigheden: Als het relevant is voor uw application, test de camera in een verscheidenheid aan verlichtingsomstandigheden die relevant zijn voor uw application om ervoor te zorgen dat de belichtingsinstellingen die u hebt gekozen goed werken in verschillende scenario's.

Houd er rekening mee dat: 

Omdat de instellingen van elkaar afhankelijk zijn, kan het nodig zijn deze stappen meerdere keren te doorlopen. 
Vaste waarden zullen leiden tot een consistente en voorspelbare beeldkwaliteit en moeten de voorkeur hebben. In sommige applicaties zijn automatische functies zoals ExposureAuto nodig om externe invloeden zoals omgevingslicht te compenseren. Voor verdere optimalisatie kan een regio van interesse (AAROI) worden gedefinieerd die verantwoordelijk is voor de berekening van de belichtingstijd op basis van de verwachte grijswaarde.

De witbalans vinden

Nadat de belichtingsinstellingen zijn gevonden, is de volgende stap om de witbalans aan te passen voor een nauwkeurige kleurweergave. Gebruik een wit of neutraal gekleurd referentiedoel in de scène en pas de camera instellingen aan om eventuele kleurafwijkingen te verwijderen.

1. Gebruik een witbalanskaart of een grijs doelwit: Plaats een wit papier of een neutraal grijs doelwit in de scène. Dit biedt een referentie voor nauwkeurige kleurreproductie. Net als ExposureAuto voert WhiteBalanceAuto zijn berekeningen standaard uit op de gehele afbeelding. Met AWBROI kunt u een interessegebied voor het witbalansalgoritme definiëren.
2. Selecteer een witbalansmodus: De camera heeft drie witbalansmodi: Uit, Een keer en Continu. In de continu-modus zal de machine vision camera constant de drie kleurkanalen aanpassen om een uniforme afbeelding te bereiken. In de Een keer-modus wordt de berekening één keer uitgevoerd en worden de resultaten opgeslagen als BalanceRatio voor elk kanaal. De modus Uit wordt automatisch ingesteld na een enkele uitvoering van de Een keer-witbalans. Bovendien kan een ervaren gebruiker de drie kanalen handmatig instellen nadat de waarden zijn berekend met het kleurcalculatiedoel.
3. Pas de kleurtemperatuur aan: De industriële camera maakt handmatige aanpassing van de kleurtemperatuur mogelijk, die kan worden verfijnd om een ​​natuurlijke kleurbalans te bereiken. Koudere temperaturen (hogere Kelvin-waarden) maken het beeld blauwer, terwijl warmere temperaturen (lagere Kelvin-waarden) het amberkleurig kleuren. De standaardkleurtemperatuur is ingesteld op LightSourcePreset=Daylight6500K. 
4. Kleuren evalueren: controleer de kleuren in de afbeelding om er zeker van te zijn dat ze er natuurlijk en nauwkeurig uitzien. Vergelijk indien mogelijk de vastgelegde kleuren met bekende referentiekleuren om een ​​nauwkeurige kleurreproductie te garanderen. Als de referentiekleuren min of meer levendig zijn, kan de verzadigingsmodus in deze situatie helpen. Een waarde van 0 levert een monochrome afbeelding op, terwijl een waarde van 128 de kleuren versterkt. De SaturationMode is onafhankelijk van de LightSourcePreset.
5. Itereren en verfijnen: Herhaal de aanpassingen van de belichting en de witbalans totdat je een goed belicht beeld krijgt met nauwkeurige kleuren.

Kleurcorrectiematrix

Sommige machine vision camera's stellen je in staat om een kleurcorrectiematrix toe te passen om kleurafwijkingen te compenseren. Een kleurkalibratiedoel wordt gebruikt als een bekende referentie om de juiste kleuren te berekenen. Met LightSourcePreset=Custom kunnen de negen waarden van de correctiematrix worden ingesteld op de berekende waarden. Raadpleeg je kleurkalibratiedoel en camera documentatie voor informatie over hoe je de parameters van de kleurcorrectiematrix kunt toepassen of aanpassen.

Verschillen tussen MERCURY2 met oude FPGA en MERCURY2 met nieuwe FPGA

In de loop van 2022 introduceerde DAHENG nieuwe FPGA's voor alle MERCURY2-modellen. De FPGA (Field Programmable Gate Array) is verantwoordelijk voor het verzamelen van de gegevens van de beeldsensor en alle algoritmen in de camera. Het voordeel van de nieuwe FPGA is een grotere rekenkracht, wat resulteert in betere prestaties en nieuwe functies. Naast nieuwe functies zoals Event Control zijn er basismethoden voor het wijzigen van afbeeldingen toegevoegd. Deze omvatten binning, decimatie, spiegeling, digitale verschuiving, burst-modus en beeldverwerkingsopties zoals verscherping en ruisonderdrukking.

Oude FPGA-modellen leverden de witbalans- en kleurcorrectiefunctie AWBLampHouse, gelegen bij AnalogControl. Deze functie is vervangen door de nieuwe FPGA. Een vergelijkbare, meer verfijnde functionaliteit is nu te vinden in ColorTransformationControl, beschreven in de bovenstaande paragraaf. ColorTransformationControl zorgt voor een idealere standaardstatus en een natuurlijke uitstraling van de afbeelding. 

Als u oude en nieuwe FPGA-camera's samen gebruikt in een application, moet LightSourcePreset op Uit worden ingesteld. De camera zal zich gedragen als oude FPGA-camera's, de witbalans kan handmatig of met BalanceWhiteAuto worden uitgevoerd zoals bij AWBLampHouse. Met de BalanceWhiteAuto-parameter nu gelegen in ColorTransformationControl, is de AWBLampHouse nog steeds beschikbaar onder AnalogControl voor de controle van de witbalanspreset. Houd er rekening mee dat terwijl de nieuwe witbalans en kleurcorrectie worden gebruikt, AWBLampHouse op de standaardwaarde Adaptief moet worden ingesteld. Zo niet, kunnen de kleuren mogelijk niet correct worden weergegeven.
Helaas is het niet mogelijk om oude FPGA-modellen te upgraden naar de nieuwe ColorTransformationCorntrol.

Instructies voor het fijn afstemmen van camera parameters

Wilt u advies van ons ervaren technische supportsteam over hoe u de juiste belichtingstijd, witbalans of kleurcorrectie kunt bereiken? Wij zijn hier om te helpen, neem alstublieft contact met ons op via het onderstaande formulier!