Bildgleichmäßigkeit mit Shading- und Flat-Field-Korrektur (FFC) erzielen

Herausforderung Bildartefakte:
Bildqualität bei hochauflösenden Vision Systemen

In der Halbleiterfertigung und bei hochpräzisen AOI-Prüfungen werden häufig mehrere Kameras und Lichtquellen eingesetzt. Diese arbeiten gleichzeitig oder sequenziell, um kleinste Fehler sichtbar zu machen.

Diese komplexen Setups führen oft zu ungleichen Hintergrundhelligkeiten. Diese sind unerwünscht, da sie nicht vom Prüfobjekt stammen.

Typische Ursachen sind:

• Linsenvignettierung

• Sensorinhomogenitäten

• Oberflächenvariationen

• Ungleichmäßige Beleuchtung

Diese Effekte können dann wiederum die Merkmalserkennung verschlechtern, Messfehler verursachen und damit letztlich die Qualitätssicherung beeinträchtigen.

Verschiedene Korrekturalgorithmen behandeln unterschiedliche Artefakte

Zur Verbesserung der Bildqualität werden verschiedene Verfahren eingesetzt. Diese zielen auf unterschiedliche Fehlerquellen ab. Einige Algorithmen korrigieren sensorbedingtes Festmusterrauschen (FPN). Dieses besteht aus:

• DSNU (dark signal non-uniformity, Dunkelsignal-Ungleichmäßigkeit)

• PRNU (photon response non-uniformity, Photonenantwort-Ungleichmäßigkeit)

Andere Verfahren wie Shading (Abschattung) und Vignettierung korrigieren optische Effekte. In der Praxis werden vor allem zwei Methoden genutzt:

• Flat-Field-Korrektur (FFC)

• Shading-Korrektur

Beide verbessern die Bildhomogenität und die Gesamtqualität.

Systeme mit niedriger Auflösung profitieren oft von einfacheren, kostengünstigen Flat-Field-Korrekturen.

In anspruchsvollen Bildgebungsanwendungen mit hoher Datenrate und geringer Latenz stoßen fest implementierte Algorithmen jedoch schnell an ihre Grenzen – insbesondere aufgrund von Speicherrestriktionen und eingeschränkten Konfigurationsmöglichkeiten der Kamera.

Die Lösung: Benutzerdefinierte Flat-Field-Korrektur auf dem Kamera-FPGA

Wenn Standards nicht ausreichen, sind flexible Ansätze notwendig. Mit FPGA-basierter Bildvorverarbeitung lassen sich maßgeschneiderte Korrekturen umsetzen. Damit kann die Bildhomogenität gezielt optimiert werden. Unsere Teams programmieren FPGAs individuell mithilfe der VisualApplets Software und erstellen passend für Ihre Anwendung individuelle Korrektur-Algorithmen.

Beispiel-Leistungen und Erweiterungen:

• Mehrere Parametersätze für unterschiedliche Beleuchtungsszenarien, Belichtungszeiten und Verstärkungsstufen

• Temperaturabhängige Anpassung

• Integrierte Rauschunterdrückung

• Automatische Defektpixel-Korrektur mittels lokaler, adaptiver Schwellenwerte

• Sequenzabhängige Einstellungen

Ihre Vorteile 

• Fortschrittliche, individuell anpassbare FFC- und Shading-Korrektur

• Bessere Ergebnisse als Standardlösungen

• Hohe Flexibilität bei der Parametrierung

• Erfahrener technischer Support

• Keine Laufzeitlizenzkosten

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