Determine o tempo de exposição correto / equilíbrio de brancos e correção de cor

Ao contrário da fotografia, a exposição não é determinada por critérios estéticos, mas sim pelos requisitos da aplicação. É necessário identificar que característica deve estar visível e identificável, por exemplo, através de alto contraste. Uma câmera corretamente ajustada evitará que as áreas de interesse fiquem sobre-expostas (claras) ou sub-expostas (escuras). Os passos seguintes irão guiá-lo na definição da velocidade do shutter, da abertura e do ganho de uma câmera de machine vision.

Comece com uma cena neutra: Inicie com uma cena que tenha iluminação uniforme e cores neutras. Um papel branco ou o nosso alvo em padrão xadrez é fácil de identificar e focar. Isto irá ajudá-lo a estimar com precisão o tempo de exposição sem viés de cor. Para focagem, pode utilizar o nosso Testchart. O produto real pode ser utilizado posteriormente.

Defina o tempo de exposição: Ajuste o ExposureTime para controlar o tempo durante o qual o sensor da câmera está exposto à luz. Valores mais altos permitem a entrada de mais luz, enquanto valores mais baixos reduzem a quantidade de luz captada pelo sensor. Para uma configuração inicial rápida, pode utilizar o ExposureAuto. A câmera industrial irá ajustar o ExposureTime para alcançar um valor de cinzento calculado uniforme (ExpectedGreyValue) em toda a imagem. Depois de estabelecido este ponto de partida, o ExposureAuto deve ser definido como Off e o ExposureTime pode ser ajustado manualmente. Sempre que o cursor for movido sobre a imagem, o Galax Viewer irá mostrar os valores RGB abaixo da imagem. Isto pode ajudar a identificar áreas sobre-expostas ou sub-expostas.

Ajuste a abertura: A principal função da abertura é definir a profundidade de campo. A profundidade de campo muitas vezes não é especificada ao milímetro, mas sim como uma área que precisa de estar em foco. Isto permite a oportunidade de captar mais luz com uma abertura maior (f-stops mais baixos) e permitir tempos de exposição mais curtos.

Defina o ganho ou deslocamento digital: Em condições de pouca luz, com tempos de exposição curtos devido ao tempo de ciclo ou com objetos em movimento, pode não ser possível alcançar o brilho correto. Nestes casos, o Gain analógico ou o DigitalShift podem ser utilizados para amplificar o sinal do sensor e iluminar as imagens. Estas funções introduzem ruído na imagem e devem ser utilizadas o mínimo possível.

Teste com diferentes condições de iluminação: Se for relevante para a sua aplicação, teste a câmera em várias condições de iluminação relevantes para a sua aplicação para garantir que as definições de exposição escolhidas funcionam bem em diferentes cenários.

Depois de definir as definições de exposição, o passo seguinte é ajustar o balanço de brancos para garantir uma representação precisa das cores. Utilize um alvo de referência branco ou de cor neutra na cena e ajuste as definições da câmera para eliminar qualquer tonalidade de cor.

Utilize um cartão de balanço de brancos ou alvo cinzento: Coloque uma folha de papel branca ou um alvo cinzento neutro na cena. Isto fornecerá uma referência para uma reprodução precisa das cores. Tal como o ExposureAuto, o WhiteBalanceAuto realiza os seus cálculos em toda a imagem por defeito. O AWBROI permite-lhe definir uma região de interesse para o algoritmo de balanço de brancos.

Selecione um modo de balanço de brancos: A câmera dispõe de três modos de balanço de brancos: Off, Once e Continuous. No modo Continuous, a machine vision câmera ajusta constantemente os três canais de cor para obter uma imagem uniforme. No modo Once, o cálculo é realizado uma única vez e os resultados são guardados como BalanceRatio para cada canal. O modo Off será automaticamente definido após uma única execução do balanço de brancos Once. Além disso, um utilizador experiente pode definir manualmente os três canais após calcular os valores com o alvo de cálculo de cor.

Ajuste a temperatura de cor: A câmera industrial permite o ajuste manual da temperatura de cor, que pode ser afinado para obter um balanço de cor natural. Temperaturas mais frias (valores de Kelvin mais elevados) tornam a imagem mais azulada, enquanto temperaturas mais quentes (valores de Kelvin mais baixos) conferem-lhe um tom âmbar. A temperatura de cor por defeito está definida para LightSourcePreset=Daylight6500K.

Avalie as cores: Verifique as cores na imagem para garantir que aparecem naturais e precisas. Se possível, compare as cores captadas com cores de referência conhecidas para garantir uma reprodução precisa das cores. Se as cores de referência forem mais ou menos vivas, o modo de saturação pode ajudar nesta situação. Um valor de 0 produz uma imagem monocromática, enquanto um valor de 128 realça as cores. O SaturationMode é independente do LightSourcePreset.

Itere e ajuste: Alterne entre os ajustes de exposição e de balanço de brancos até obter uma imagem bem exposta e com cores precisas.

Durante o ano de 2022, a DAHENG introduziu novos FPGAs em todos os modelos MERCURY2. O FPGA (Field Programmable Gate Array) é responsável por recolher os dados do sensor de imagem e por todos os algoritmos na câmera. A vantagem do novo FPGA é um maior poder de computação, o que resulta em melhor desempenho e novas funções. Para além de novas funções como o Event Control, foram adicionados métodos básicos de alteração de imagem. Estes incluem binning, decimação, espelhamento, deslocamento digital, modo burst e opções de processamento de imagem como sharpen e redução de ruído.

Os modelos antigos de FPGA disponibilizavam a função de balanço de brancos e correção de cor AWBLampHouse, localizada em AnalogControl. Esta função é substituída pelo novo FPGA. Uma funcionalidade semelhante, mais refinada, pode agora ser encontrada em
ColorTransformationControl, descrito no parágrafo acima. O ColorTransformationControl proporciona um estado predefinido mais ideal e uma aparência natural da imagem. 

Se estiver a utilizar câmeras FPGA antigas e novas em conjunto numa aplicação, o LightSourcePreset deve ser definido como Off. A câmera funcionará de forma semelhante às câmeras FPGA antigas, sendo o balanço de brancos realizado manualmente ou com o BalanceWhiteAuto, tal como com o AWBLampHouse. Com o parâmetro BalanceWhiteAuto agora localizado em ColorTransformationControl, o AWBLampHouse continua disponível em AnalogControl para controlo do pré-ajuste de balanço de brancos. Por favor, note que, ao utilizar o novo balanço de brancos e correção de cor, o AWBLampHouse deve ser definido para o valor predefinido Adaptive. Caso contrário, as cores podem não ser apresentadas corretamente.

Infelizmente, não é possível atualizar modelos antigos de FPGA para o novo ColorTransformationControl.