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  • aceの新機能:ビネッティング補正

    Baslerがace U、ace Lの一部モデルに「ビネッティング補正」機能を新たに搭載しました。この機能があれば、センサーサイズに対してイメージサークルが小さい場合に発生する口径食を補正できるため、画質に影響を与えることなく、安価な小型レンズを使用することが可能です。

aceならではの強力な機能

さらに高度なカメラ設定(画像処理方法)を可能にする強力な新機能がaceに追加されました。特に最新のビネッティング補正機能を使用すれば、センサーサイズに対してイメージサークルが小さい場合に発生する口径食を補正できます。これら3つの機能は、aceの一部モデルでご使用いただけます。

高い性能、効率性、利便性を兼ね備えたaceの3つの新機能

  • ビネッティング補正(本機能の搭載状況については製品変更に関するお知らせ(PCN)をご確認ください)
  • モノクロカメラ用PGI
  • ROI(関心領域)の複数選択が可能なスタック型ROI

これらの機能の仕組みや特長および対応モデルについて、以下にご紹介します。

ビネッティング補正(特許申請中)

画像処理を行う際、画像の中心部から周辺部に向かって明るさが低下する現象として知られる口径食。 この現象が発生すると、以下のような画像になります。

これは、センサーサイズに対してレンズのイメージサークルが小さい場合に発生する不具合で、画質に大きく影響し、特に画像の周囲が暗くぼやけてしまうため、細かい検査が困難になります。多くの場合、2/3インチから1インチの大型レンズに取り替えることで口径食を解決できますが、コストが増大してしまいます。

標準的なレンズとさまざまなセンサーを組み合わせて比較すれば、サイズが合っているかがよくわかります。

例えば、以下のようにレンズとセンサーのサイズが合っていない場合は、口径食の原因となります。

新登場のビネッティング補正機能があれば、このような不具合を解決できます。

Vignetting Correction comparison
ビネッティング補正機能を使用していない画像(左)と使用した場合の画像(右)

ビネッティング補正機能を使用していない画像(左)と使用した場合の画像(右)

この機能では、カメラのキャリブレーションを1回実施するだけで、撮影時にカメラ内に保存した補正値を自動的に適用し、フレームレートや画質への影響を抑えます。そのため、1.1インチのソニー社製IMX304センサーやIMX253センサーと1インチレンズを組み合わせた場合でも口径食が発生しないため、イメージサークルの大きいレンズに取り替える必要がなくなります。

ビネッティング補正機能は、ace U、ace Lの一部のGigE対応モデルとUSB 3.0対応モデルでご使用いただけます。

コスト削減に最適!ビネッティング補正搭載のBaslerカメラと対応レンズの組み合わせ一覧

カメラ インター
フェース
センサー センサー
サイズ
対応レンズ
acA4112-8gm GigE IMX304 1.1インチ 1インチレンズ
acA4112-8gc GigE IMX304 1.1インチ 1インチレンズ
acA4112-20um USB 3.0 IMX304 1.1インチ 1インチレンズ
acA4112-20uc USB 3.0 IMX304 1.1インチ 1インチレンズ
acA4112-30um USB 3.0 IMX253 1.1インチ 1インチレンズ
acA4112-30uc USB 3.0 IMX253 1.1インチ 1インチレンズ

お使いの用途に最適な組み合わせがわからない場合は、各種構成機器の選定に便利な当社のビジョンシステムコンフィギュレーターをぜひご使用ください。

モノクロカメラ用PGI

さまざまな機能がセットになったPGIは、リリース以来大きな反響を呼んでおり、カラー撮影の効率化だけでなく、これまでは不可能であった用途の実現にも貢献しています。PGIが有する5×5デベイヤリング、カラーアンチエイリアシング、ノイズ除去、シャープネスの4つの機能は、これまでカラーカメラでしか使用することができませんでしたが、今回の機能追加でモノクロカメラにも搭載されるようになりました。

モノクロカメラ用にカスタマイズ

モノクロカメラの場合、デベイヤリングとカラーアンチエイリアシングを行う必要はありませんが、ノイズ除去とシャープネスは大きな威力を発揮します。Baslerでは、PGIのアルゴリズムをモノクロカメラ用に調整しました。

図1:PGIのシャープネス、ノイズ除去機能
図1:PGIのシャープネス、ノイズ除去機能

カラーカメラとは異なり、モノクロカメラはピクセル形式のデベイヤリングが必要ないため、生画像をそのまま使用し、センサーの速度を最大限に活用できます。

また、カラーカメラは撮影の過程でモノクロカメラよりも多くのノイズや不具合が発生するため、PGIを使用した際のメリットがよりはっきりとわかります。カメラテストを行う際は、この点もあわせて考慮すると良いでしょう。PGIの詳細については、こちらをご覧ください。

モノクロカメラ用PGIは、ace L、ace Uのソニー社製センサーPregiusシリーズ搭載モデルとオン・セミコンダクター社製PYTHONセンサー搭載モデルでご使用いただけます。

関心領域の複数選択が可能なスタック型ROI

確立された技術として産業用画像処理に頻繁に使用されている関心領域(ROI)を活用すれば、速度を向上させたり、データ負荷を軽減したりすることができますが、解像度が高くなることにより、重要でない部分まで強調されてしまうというデメリットもあります。しかし、経済的な運用を行うためには、多くの場合で速度の向上やデータ負荷の軽減が必要になります。

わかりやすい例として、ボトル検査を行う場合を見てみましょう。ボトル検査では、以下の部分を集中的に検査します。

  • ボトルの口(充填量、密封性の確認)
  • ボトル中央部のラベル(貼付位置、使用画像の正確さの確認)
  • ボトルの底(キズ、割れの確認)
図2:関心領域の複数選択が可能なスタック型ROI
図2:関心領域の複数選択が可能なスタック型ROI

検査工程の効率化を図るため、検査機器の速度は向上を続けています。また、カメラの解像度が上がったことにより、細かい部分まで確認可能な精度の高い検査が行われるようになりましたが、それに伴い画像1枚当たりのデータ量も増大したため、膨大なデータをきちんと処理することができるプロセッサーやアルゴリズムを求める声が高まっています。

新登場のスタック型ROIを使用すれば、図2の例に示すように、複数の関心領域を同時に選択することができます。

Baslerでは、ace L、ace Uのオン・セミコンダクター社製PYTHONセンサー搭載モデルとソニー社製高速センサーPregiusシリーズ(IMX174、IMX252、IMX250、IMX255、IMX253)搭載モデルのFPGAにこの機能を搭載しており、サイズ調節が可能な関心領域を最大8つ(IMX174は4つ)まで選択できるようになっています。

 図3:スタック型ROIの調節可能な値

図3:スタック型ROIの調節可能な値