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비전 솔루션은 제조업, 품질 관리, 자동화 등 다양한 산업 분야에서 시스템의 정확성과 효율성을 크게 향상시키는데 중요한 역할을 합니다. 산업의 환경 및 목적을 충족시키는 비전 시스템이 제대로 작동하려면 각 구성 요소 간의 데이터 전송이 매우 중요합니다. 고속으로 이미지를 취득하고 분석하기 위해서는, 카메라로 촬영한 이미지 데이터가 프레임그래버로 빠르고 정확하게 전달되어야 합니다. 이러한 과정에서 인터페이스(Interface)는 데이터를 안정적으로 전송되도록 하며, 최적으로 구성된 시스템의 높은 속도와 정확성을 유지할 수 있게 해주는 핵심 역할을 합니다. 머신비전에서 주로 사용되는 인터페이스로는 USB3 Vision, GigE Vision, Camera Link, CoaXPress등이 있습니다. 이번 포스팅에서는 인터페이스의 기본적인 개념부터 시작하여 각 인터페이스의 역할과 종류, 그리고 그 중요성에 대해 알아보도록 하겠습니다. 인터페이스의 역할 인터페이스는 카메라와 프레임그래버 사이에서 안정적이고 빠르게 데이터를 전송하는 핵심적인 역할을 수행합니다. 데이터 전송 속도, 대역폭, 전송 거리, 안정성 등 각 프로젝트의 요구 사항에 따라 적절한 인터페이스를 선정하는 것이 중요합니다. 카메라 / 인터페이스 / 프레임그래버의 관계 위의 그림과 같이 프레임그래버, 인터페이스, 그리고 카메라는 머신비전 시스템에서 상호 연관되어 작동합니다. 카메라는 이미지를 캡처하여 아날로그 또는 디지털 신호를 생성하고, 프레임그래버는 이를 디지털 이미지로 변환해 컴퓨터로 전송합니다. 인터페이스는 이 데이터 전송 경로를 제공하며, 속도와 신뢰성을 보장해 시스템의 성능과 효율성을 극대화합니다. 인터페이스의 특징 인터페이스의 종류 머신비전에서 사용되는 주요 인터페이스로는 USB3 Vision, GigE Vision, Camera Link, CoaXPress 등이 있으며, 각각의 특징, 대역폭, 속도 차이 등을 살펴보겠습니다. *인터페이스 별 속도 및 케이블 길이 변화 그래프 USB3 Vision : USB 3.0을 기반으로 한 인터페이스 USB3 Vision 인터페이스는 USB 3.0을 기반으로 하며, 설치가 간편하고 비용이 저렴하며, 일반적으로 3M~5M의 케이블 길이를 지원합니다. 대역폭은 최대 5 Gbps이며, 실제 데이터 전송 속도는 약 400 MB/s 입니다. 또한 다양한 USB 장치와의 호환성 덕분에 시스템 통합이 용이하고, 고속 데이터 전송을 지원하는 데 적합합니다. GigE Vision : 기가비트 이더넷을 기반으로 한 인터페이스 GigE Vision 인터페이스는 데이터 전송 속도와 거리 측면에서 매우 유리하며, 고해상도 이미지를 안정적으로 전송할 수 있습니다. 최대 100미터 거리까지 데이터를 전송할 수 있으며, 중간에 스위치나 리피터를 사용하면 더 긴 거리로 확장할 수 있습니다. 가격이 저렴하고 시스템 구성은 표준 네트워크 장비를 통해 유연하게 할 수 있어, 여러 대의 카메라를 쉽게 연결해 다중 카메라 시스템을 구축할 수 있습니다. 검사 환경과 요구 사항에 맞춰 GigE, 5GigE, 10GigE 중 적절한 버전을 선택하는 것이 중요합니다. Camera Link(CL) : 고속 디지털 비디오 전송을 위한 산업 표준 인터페이스 Camera Link는 고속 병렬 데이터 전송을 위한 표준 인터페이스로, 매우 높은 대역폭과 긴 전송 거리를 지원합니다. Camera Link 인터페이스는 약 5M의 케이블 길이를 권장하며, 최대 약 10M까지 연장이 가능합니다. 1개의 보드에 최대 2개의 케이블을 사용하여 데이터를 전송할 수 있습니다. 대역폭은 기본모드(Base Configuration)에서 최대 2.04 Gbps, 전체모드(Full Configuration에서 최대 6.8 Gbps입니다. 전체 모드일 경우 보통 두개의 병렬 케이블을 사용합니다. Camera Link는 최대 85MHz의 시리얼 클럭 주파수를 제공하므로 높은 대역폭에서의 고속 촬영에 적합합니다. * Base Configuration은 Camera Link의 기본 설정으로, 최대 2.04 Gbps의 대역폭을 지원하며, 표준 해상도와 프레임 속도의 데이터 전송에 적합 * Full Configuration은 Camera Link의 고속 설정으로, 최대 6.8 Gbps의 대역폭을 지원하며, 고해상도와 빠른 프레임 속도의 데이터 전송에 적합 *시리얼 클럭 주파수 : 데이터 전송 속도를 제어하는 신호의 반복 속도로, 주파수가 높을수록 데이터 전송 속도가 빨라짐. CoaXPress(CXP) : 동축 케이블을 사용한 고속 데이터 전송 인터페이스 ? CoaXPress는 동축 케이블을 사용하여 초고속 데이터 전송을 지원하는 인터페이스로, 높은 전송 속도와 긴 전송 거리를 제공합니다. 또한 1개의 보드에 최대 8개의 CXP 케이블을 연결할 수 있어 고속 이미지 처리와 같은 어플리케이션에 특히 유리하며 최신 기술을 반영하여 설계된 만큼 우수한 성능을 보입니다. CoaXPress는 하나의 케이블에 데이터 전송, 카메라 제어, 전원 공급, 트리거링(동작 시작 신호) 등 4가지 기능을 수행하기 때문에 유연성이 뛰어납니다. 1. CoaXPress(CXP) 케이블 * 종류 * CoaXPress (CXP) 인터페이스는 DIN, Micro BNC, BNC 세 가지 주요 커넥터 타입을 사용하여 데이터 전송을 최적화합니다. 각 케이블 타입은 다양한 전송 요구와 시스템 설계에 맞춰 선택되며, 다음과 같은 특징이 있습니다. *Resource : 코비스테크놀로지 * 길이 * 규격별 CoaXPress (CXP) 인터페이스의 케이블 길이는 전송 속도에 따라 달라집니다. 기본적으로 CXP는 최대 130미터까지 케이블 길이를 지원하지만, 전송 속도가 증가할수록 케이블 길이는 줄어듭니다. 이는 높은 속도에서 신호 감쇠와 노이즈의 영향을 줄이기 위함입니다. 따라서, 전송 속도가 높을수록 케이블 길이를 짧게 유지해야 신호 품질을 보장할 수 있습니다. CoaXPress는 케이블 표준에 따라 대역폭과 사용 가능한 길이가 달라집니다. *케이블 길이가 길어질수록 노이즈가 증가할 수 있음 * 표준 * CoaXPress (CXP) 표준은 CXP 1.0과 CXP 2.0 규격의 두 가지 주요 버전이 있습니다. * CoaXPress(CXP)와 Camera Link(CL)의 차이 * CoaXPress(CXP)는 높은 데이터 전송 속도와 대역폭을 지원하며, 장거리 데이터 전송이 가능합니다. 1개의 보드에 최대 8개의 CXP 케이블을 연결할 수 있어 고속 이미지 처리와 같은 어플리케이션에 주로 적용됩니다. Camera Link는 신뢰성 높은 인터페이스로 사용되어 왔습니다. 안정적인 성능을 제공하며, 1개의 보드에 최대 2개의 케이블을 사용하여 데이터를 전송할 수 있습니다. 또한 다양한 카메라와의 호환성이 높은 것이 특징입니다. 각각의 검사 환경과 플리케이션 목적에 따라 적합한 인터페이스를 선택하여 시스템 성능과 효율성을 최적화하는 것이 좋습니다. *CXP와 Camera Link 구성의 예* 다양한 산업의 환경 및 검사 조건에 따라 적절한 인터페이스를 선택하면 데이터 전송 속도와 시스템의 유연성을 최적화하여, 최상의 성능을 발휘할 수 있습니다. 인터페이스 선정에 전문가의 도움이 필요하시다면, 언제든 화인스텍을 찾아주세요!
2024.09.03현대 산업용 이미징 기술은 끊임없이 발전하고 있으며, 이에 따라 새로운 솔루션들이 계속해서 등장하고 있습니다. 오늘은 이러한 기술 혁신을 바탕으로 한 JAI의 멀티 스펙트럼 프리즘 카메라 FS-3200D-10GE에 대해 소개해드리겠습니다. JAI는 산업용 머신 비전, 의료 이미징 및 실외 이미징 어플리케이션은 물론 지능형 교통 시스템(ITS)의 교통 이미징/차량 인식을 위한 완벽한 머신 비전 카메라 제품을 생산하는 기업입니다. https://www.jai.com/kr/company/about-jai " FS-3200D-10GE "란 ? JAI의 FS-3200D-10GE는 다양한 산업 분야에서 활용할 수 있는 다목적 2-CMOS 멀티 스펙트럼 프리즘 카메라로, 400-670nm 가시광선 및 740-1000nm 근적외선(NIR) 스펙트럼에서 이미지를 동시에 캡처할 수 있습니다. 폭 넓은 스펙트럼을 커버할 수 있는 이 카메라는 물체의 표면 특성과 표면 아래(투과)의 결함을 동시에 검사할 수 있으며, 하위 호환이 가능한 10GigE 인터페이스를 통해 탁월한 속도와 네트워킹 유연성을 제공합니다. " FS-3200D-10GE "의 특징 • 컬러 및 근적외선(NIR) 동시 이미징 가시광선 채널은 인간의 눈에 보이는 파장대의 RGB 또는 Bayer 컬러 이미지를 출력합니다. 반면에 NIR 채널은 인간의 눈으로 볼 수 없는 결함을 감지하기 위해 유기물 및 기타 물질의 표면을 투과하여 볼 수 있습니다. • 싱글 셋업으로 여러 가지 검사 스테이션 대체 가능 JAI의 프리즘 기술은 완벽한 2채널 정렬을 보장하여 싱글 셋업으로 여러 가지 검사 스테이션을 교체할 수 있어, 유여한 작업 환경에 적합하고, 효과적인 유지보수 비용 관리가 가능합니다. • 채널별 노출시간 조정 가능 채널별로 노출을 제어할 수 있어 게인값(gain)을 조정하지 않고도 각 채널의 노출을 조정하여 항상 일정한 신호대 노이즈 비율을 유지할 수 있습니다. * 게인(gain) : 전자 기기의 출력과 입력의 레벨비. JAI FS-3200D-10GE의 특징을 좀 더 자세히 살펴보면, - 가시광선과 근적외선을 동시에 캡처하는 프리즘 기반 2-CMOS 멀티 스펙트럼 에어리어 스캔 카메라. - 하위 호환이 가능한 10GBASE-T(10GigE) 인터페이스는 NBASE-T(5GigE 및 2.5GigE) 및 표준 1Gbps 1000BASE-T GigE Vision과 같은 연결된 장비의 속도에 맞춰 자동 협상이 가능 - 이득, 노출 및 ROI를 즉시 변경하기 위한 시퀀스 트리거 모드 - 멀티 카메라 어플리케이션의 동기화를 위한 IEEE 1588 정밀 시간 프로토콜 지원 - 5x5 카메라 내 보간을 사용한 raw Bayer(8/10/12bit) 컬러 출력 또는 24/30bit RGB 컬러 출력 가능 - 듀얼 스트림 출력을 통해 싱글 케이블에서 컬러 및 NIR 이미지 동시 출력 가능 - 컬러 향상 및 엣지 향상 기능 포함 - 싱글 및 멀티 ROI 모드 - 이전 CCD 모델보다 20% 향상된 NIR 감도 SPECIFICATIONS Dimensions Fusion 시리즈 산업용 카메라에 적용 가능한 어플리케이션 Fusion 시리즈 카메라는 다양한 머신 비전 어플리케이션을 위한 최고의 시작점입니다. 전자장치 검사 트레이스, 납땜, 부품 배치/정렬, 단락 및 색상 및 NIR 검사가 중요한 기타 항목 등의 PCB 기판 검사. 2D 인쇄 검사 잡지 및 제약 포장의 색상 검사 및 지폐에 새겨진 색상 정확성, 워터마크 및 보안 장치를 확인하는 통화 검사. LCD 디스플레이 화면 픽셀의 긁힘 및 결함을 감지하는 평면 패널/디스플레이 표면 검사. 인공 지능을 활용한 농업 최근 몇 년 동안 정밀 농업 또는 지능형 농업은 기하급수적으로 성장했습니다. 지능형 농업에서 잡초나 야생 식물을 제거하는 것이 점점 더 중요해지고 있습니다. 과일 및 채소 검사 과일 및 채소 검사 시 색상, 익은 정도, 손상, 껍질 속 부패 징후 확인 및 이물질(예: 돌, 금속 조각 등) 감지를 동시에 진행할 수 있습니다. 식음료 원료 분류 산업 RGB 채널을 사용하여 견과류 및 아몬드의 색상, 크기, 모양, 손상을 검사할 수 있으며 NIR 채널을 사용하여 이물질(올리브 씨 포함)을 더 명확하게 검사할 수 있습니다. JAI의 FS-3200D-10GE에 관한 기술 사양이 궁금하시다면 화인스텍 홈패이지를 통해 알아보세요!
2024.07.11편광 카메라(Polarized Camera)는 빛의 편광 속성을 이용하여 이미지를 캡처하는 카메라입니다. 편광 카메라를 사용하면 반사된 표면, 굴절된 표면 또는 산란된 표면에서 편광의 각도를 감지하고 필터링할 수 있습니다. 다양한 각도에서 반사되는 빛을 필터링하면 이미지가 더욱 선명하고 깨끗해집니다. 이를 통해 숨겨진 디테일을 보다 명확하게 포착하여 물리적 특성을 분석할 수 있습니다. 편광 카메라 산업 어플리케이션 편광이란? 편광이란 무슨 뜻일까요? 편광이란 빛의 극성(자기장+전기장)을 분리시키는 것을 의미하며, 이는 빛의 분극화(Polarization)를 뜻합니다. 빛은 전기장과 전기장에서 진동으로 이루어져 있습니다. 편광은 주로 물체의 투과되거나 굴절되어 일어나지만 편광 필터로 이용하여 빛을 일정한 방향으로 편광 시킬 수 있습니다. 편광 카메라는 이러한 빛의 극성 중 원하는 극성만을 구별하여 특정한 극성의 빛 성분만을 수신합니다. 임의의 각도에서 진동하는 비편광형 빛 대 특정한 각도로 정렬된 편광형 빛 편광 필터는 편광 축에 평행한(또는 구멍의 각도에 수직인) 빛을 통과하고, 편광 축에 수직으로 정렬된(또는 구멍의 각도에 평행한) 빛을 차단합니다. 편광에는 대략 선형 편광, 원형 편광, 타원형 편광 등 세가지 종류가 존재합니다. 왼쪽 부터 선형 편광, 원형 편광, 타원형 편광 / 출처: wikipidia 선형 편광(Linear polarization): 선형 편광은 편광의 진행 방향이 일정하고 수직 편광과 수평 편광으로 나누어집니다. 선형 편광은 물이나 유리 표면의 반사를 제거하거나 대비를 높여 더 선명하게 보여줍니다. 원형 편광(Circle polarization): 원형 편광은 두 가지 선형 편광 상태를 결합하여 빛을 원형으로 편광 시킵니다. 즉, 빛이 모든 방향으로 균일하게 회전하면서 진동하여 원형을 그립니다. 원형 편광은 주로 카메라의 자동 초점 및 노출 측정 시스템과 호환하여 사용합니다. 타원형 편광(elliptical polarization): 타원형 편광은 선형 편광과 원형 편광을 포괄하는 일반적인 형태의 편광입니다. 타원형 편광은 안테나와 통신 시스템 설계에서 특정 편광 상태를 수신하거나 전송함으로써 간섭을 줄이고 신호의 질을 향상시키는 데 사용됩니다. <사진 2> 편광필터 적용 전 사진(왼), 편광필터 적용 후 사진(오) 편광 필터를 사용하면 다양한 각도에서 들어오는 빛의 굴절을 감지하고 필터링할 수 있습니다. 왼쪽 이미지는 편광 필터를 적용하지 않은 일반 칼라 센서로 촬영한 이미지이며 오른쪽 이미지는 편광 필터를 적용한 이미지입니다. 왼쪽 이미지는 일반 센서가 들어오는 빛의 강도(intensity)와 파장(wavelength)을 감지했습니다. 반면, 오른쪽 이미지는 편광 카메라 내부의 특수 편광 센서가 반사된 표면, 굴절된 표면, 산란된 표면에서 편광의 각도를 감지하고 필터링했습니다. 이처럼 편광 카메라는 특정 각도의 빛을 필터링하여 이미지의 품질을 향상하는 데 사용됩니다. 이러한 기능은 주로 머신 비전, 자동차 운전 보조 시스템, 드론, 로봇 등에서 물체의 형상, 질감, 색상 등을 더 정확하게 파악하는 데 활용됩니다. 편광카메라 제품 - 편광 카메라 구조 1. 편광 필터: 편광 센서의 구조와 원리 편광카메라는 빛의 편광 상태를 구분하기 위해 편광 필터를 사용합니다. 편광 필터는 특정 방향으로 진동하는 빛만 통과시키고, 다른 방향으로 진동하는 빛은 차단합니다. 편광카메라의 내부 안에 배치된 편광 센서는 여러 각도의 필터를 사용하여 서로 다른 편광 방향을 감지합니다. 아래 이미지는 화인스텍에서 취급하는 SONY의 IMX250MZ(모노 선형 편광) 센서가 탑재된 필터로 이 센서는 CMOS 센서로 미세한 금속 선들이 평행하게 배열된 와이어 그리드 편광 원리를 채택하고 있는 글로벌 셔터 센서입니다. SONY의 IMX250MZ(모노 선형 편광) 센서 구조 편광 센서의 구조를 살펴보면, 가장 앞 단에 마이크로 렌즈가 빛을 집광하는 역할을 수행합니다. 마이크로 렌즈 밑에 위치한 편광 센서는 다각도로 이루어진 빛을 편광 시킵니다. 이를 통해 편광된 빛이 포토다이오드(광신호를 검출하여 전기적인 신호(전류)로 변환하는 소자)를 거쳐 빛 데이터가 이미지로 변환됩니다. 편광 센서는 0°, 45°, 90°, 135° 각도로 배열된 와이어 그리드를 이미지 센서 앞에 배치하여 여러 각도에서 편광된 이미지를 촬영합니다. 왼: 편광필터 적용 전 / 오: 편광 필터 반사 감소 적용 후 *와이어 그리드: 미세한 금속 선들이 평행하게 배열된 구조물로, 빛의 특정한 편광 상태를 선택적으로 통과시키거나 차단하는 역할을 합니다. 이 구조는 편광 필터의 일종으로, 특히 전자기파의 편광 방향에 따라 다른 투과율을 가지게 됩니다. micro lens와 photodiode 사이에 배치된 편광 센서 편광 필터 실제 이미지_FLIR Sony Polarized Sensor - YouTube 와와이어 그리드 편광 원리는 90˚, 45˚, 135˚, 0˚의 각도로 배열된 픽셀들이 각자의 와이어 그리드 축을 기준으로 편광을 측정하는 방식입니다. 와이어 그리드 축에 대한 편광률은 와이어 그리드에 수직인 방향에서 광 투과율이 최대가 됩니다. 추가로 편광센서에서 특정 각도의 이미지만 취득하려 한다면, 예를 들어 90˚ 각도의 이미지만 취득하겠다고 하면, 해당 각도의 이미지만 가져오기 때문에 해상도가 1/4이 됩니다. 아래 이미지에서 오른쪽 이미지는 각도별 이미지를 추출한 이미지이므로, 각 이미지는 90˚, 45˚, 135˚, 0˚의 이미지를 나타냅니다. 각 이미지는 카메라 원본 이미지 1/4의 해상도를 가지고 있습니다. 왼: 픽셀 수준으로 확대 편광 필터 / 오: 편광 필터 각도 별 이미지(Quad) / image source: Flir 2. 표면의 반사 특성과 재질을 분석하는데 유용한 편광 카메라 편광의 특징을 이용하면 표면의 반사 특성과 재질을 분석하는데 유용합니다. 편광 필터를 사용하면 미세한 표면 구조와 결함을 감지하고 투명 물질의 내부 응력 분포를 시각화하고 분석하는 데 활용합니다. 예를 들어, 플라스틱, 유리 등의 재료 내부에 발생한 응력을 감지합니다. 또한 재료나 구조물의 손상 여부를 비파괴 방식으로 검사할 수 있습니다. 따라서 고가의 장비나 민감한 부품을 손상하지 않고 검사할 수 있어 경제적입니다. 편광 카메라 어플리케이션 선형 편광의 각도(AoLP) 모드에서의 물체 감지 및 대비개선 편광 필터를 이용한 반사 감소 3. 편광카메라 제품 – Blackfly S GigE 비전 검사에서 선명한 이미지를 취득하려면 유리, 플라스틱 및 금속과 같이 빛나는 표면에서 나오는 빛, 반사, 안개 및 눈부심 효과를 제거해야 합니다. Blackfly S 편광 머신 비전 카메라는 Spinnaker SDK에 내장된 Sony의 센서 탑재 편광 및 눈부심 방지 기능을 갖췄으며 다양한 환경을 극복하는 솔루션을 제공합니다. Blackfly S GigE Flir - Blackfly S GigE FLIR의 Blackfly S 카메라는 단일 프레임에서 4개 각도에서의 센서가 탑재되어 편광으로 빛을 캡처합니다. Blackfly S는 Sony의 IMX253MZR 및 IMX250MZR 센서가 탑재되어 있습니다. 이 센서는 12 및 5메가픽셀 IMX253 및 IMX250 Pregius 글로벌 셔터 CMOS 센서를 기반으로 하며 자체 편광 필터가 있습니다. 편광 센서가 장착된 Blackfly S 카메라는 센서에서 모든 편광각 및 강도를 동시에 감지하여 높은 속도와 함께 노출, 게인, 화이트 밸런스 및 색 보정에 대한 정밀하고 유연한 제어 기능을 갖췄습니다. 따라서 이미지 품질을 저하하지 않고 출력을 극대화하여 애플리케이션의 시스템 설계 복잡성을 낮춥니다. 편광 센서를 장착한 Blackfly S 카메라의 차별점 l 눈부심 방지 반사 제거 기능이 있는 Spinnaker SDK l SDK는 편광 측정 기술을 활용하여 이미지에서 눈부심을 줄이는 기능을 제공합니다. 이를 통해 비금속 표면에서의 반사를 효과적으로 줄이고, 시스템 복잡성을 낮추며, 개발 시간을 단축합니니다. L - 원본 편광 화상 | M - 관심 대상을 적색으로 표시한 편광 화상 | R - 눈부심 방지 감소가 활성화된 처리 화상 / image source: Flir l 편광과 색상 결합 l IMX250MYR 센서는 편광 필터와 색상 필터 배열을 결합한 이미지 센서입니다. 이 센서는 쿼드 베이어 패턴을 사용하여 각 2x2픽셀 블록이 동일한 색상 필터를 가지도록 배열되어 있습니다. 이를 통해 색상 정보보다 편광 정보를 더 정밀하게 측정할 수 있습니다. 각 RGB 픽셀 방향당 하나의 편광 필터가 있습니다 l 더 높은 프레임 속도(무손실 압축) l Sony의 편광 CMOS 이미지 센서가 있는 Blackfly S GigE 카메라는 무손실 압축을 사용하여 화상 데이터 손실 없이 고해상도에서 더 높은 프레임 속도를 지원합니다. (예: 12MP에서 최대 14FPS) l 편광 데이터의 해석 l 편광 이미징에서 빛의 편광 상태를 정확히 측정하려면 4가지 편광 각도에서 데이터를 수집해야 합니다. Spinnaker SDK는 각 인근의 픽셀 데이터값을 생성하는 과정을 기본적으로 지원하여 편광 데이터를 쉽게 얻고 활용하게 합니다. 4. Blackfly S 편광 카메라 대표 어플리케이션 검사 Blackfly S는 편광 기능을 통하여 빛의 눈부심과 반사를 제거하여 UAS 또는 드론과 같은 응용 분야에서 원활한 이동 및 방향을 제공합니다. 또한 지능형 교통 시스템(ITS)에서도 반사되는 앞 유리를 통한 안전벨트 또는 모바일 장치 위반 화상 처리에 유용하게 사용됩니다. 탐지 및 식별 응용 분야에서도 아래에 그림과 같이 AoLP 모드(선형 편광의 각도)를 통해 위장 차량 또는 미세한 셀 구조 파악에도 활용할 수 있습니다. 마지막으로 눈부심과 반사를 제거하고 화상을 정리함으로써 딥 러닝 시스템 교육을 간소화할 수 있습니다. 이는 자율주행 차량 및 해양 잠수정(무인 수상정 - USV) 등 눈부심이 심한 환경에서 최적화된 애플리케이션입니다. 왼: 실외 조명 조건에서 앞유리의 반사 이미지 / 오: 센서 탑재 편광을 이용하기 전과 후의 위장된 차량 식별 이외에도 Blackfly S 카메라로 표준 현미경 장비로 생물학적 화합물에서의 건강한 조직과 병든 조직을 구분할 수 있습니다. 또한 반도체 및 전자 제품 제조, 평판 디스플레이(FPD) 제조 및 검사, 식품 포장, 화장품, 의약품 포장, 물류, 현미경 및 검사와 같은 여러 다른 응용 분야에 편광 기술로 반사면 영역을 다룹니다. 화인스텍의 편광 카메라 사양이 궁금하시다면 아래 화인스텍 홈페이지를 통해 알아보세요!
2024.07.051. Euresys의 어플리케이션 머신비전 솔루션 적용 사례 소개 식품 산업에 있어서 품종과 곡물 검사는 식품 안전성을 보장 및 품질 향상과 생산성 향상에 있어 중요한 역할을 합니다. 농산물 검사는 비전(시각적 정보 처리) 업계에서 특별한 어려움을 겪는 과제입니다. 천연 제품은 본질적으로 표준화되어 있지 않으며, 그 형태, 색상, 숙성도, 수분 등이 제품마다 서로 다르기 때문입니다. 이렇게 표준화하기 어려운 농산물을 비전 시스템을 통해 성공적으로 검사 및 분류를 진행하기 위해 머신 비전 업계는 오래전 부터 여러가지 시도를 통해 식품 생산 업계의 생산성 향상에 기여하고 있습니다. 특히 프레임그래버는 빠르게 이동하는 곡물을 카메라로 이미지를 취득하고, 그 데이터를 PC로 안정적이고 빠르게 전송하는 기능을 제공하기 때문에 상황에 맞는 적절한 사양의 프레임 그래버를 선정해야 하는 머신비전 시스템 중 하나입니다. 특히 고속을 지원하는 프레임그래버를 사용함으로써, 제조업체들은 농산물의 품질을 신속하게 분류하고, 이를 통해 생산 과정에서의 오류를 줄이며, 전반적인 생산 효율성을 향상시킬 수 있습니다. 이번 포스팅에서는 커피, 과일 열매, 견과류 등의 식품 색상 분류기를 전문적으로 생산하는 장비업체가 유레시스 프레임그래버를 장비에 적용하여 성공적으로 커피 열매 분류기를 개발한 사례를 소개해 드리겠습니다. 사례를 설명드리기 전에 프레임그래버에 대한 특징을 먼저 이해해 보겠습니다. 2. 프레임그래버란? 프레임그래버는 “프레임을(Frame)을 잡는다(Grab)”라는 뜻으로 이미지를 획득하기 위해 만들어진 장치입니다. 프레임그래버(Frame Grabber)는 디지털 이미지 처리 및 컴퓨터 비전 시스템에서 사용되는 장치로, 아날로그 또는 디지털카메라로부터 받은 비디오 신호를 컴퓨터가 이해할 수 있는 디지털 형식으로 변환하는 역할을 합니다. 이 장치는 이미지 캡처, 저장 및 처리를 가능케 하여 다양한 응용 분야에서 활용됩니다. 프레임그래버 구조와 역할 프레임그래버의 주요 역할과 특징은 다음과 같습니다: 1. 이미지 캡처 2. 디지털화 3. 저장 및 전송 4. 실시간 이미지 처리 프레임그래버는 아날로그 또는 디지털카메라로부터 입력된 비디오 신호를 디지털 이미지로 캡처합니다. 이는 정지된 이미지 또는 연속적인비디오 흐름일 수 있습니다. 프레임그래버는 아날로그 신호를 디지털 형식으로 변환하여 컴퓨터에서 처리할 수 있도록 합니다. 디지털화된 이미지는 컴퓨터 메모리에 저장됩니다. 디지털 이미지를 저장하거나 다른 시스템으로 전송하는 데 사용됩니다. 이를 통해 이미지 데이터를 장치 간에 공유하거나 나중에 분석 및 처리를 위해 저장할 수 있습니다. 프레임그래버는 이미지를 실시간으로 처리하는 데 사용될 수 있습니다. 이는 실시간 비전 시스템에서 물체 감지, 추적, 측정 등의 작업을 수행하는 데 적용될 수 있습니다. 프레임그래버는 제조, 의료, 자동차, 로봇, 보안 등 다양한 산업 분야에서 컴퓨터 비전 및 이미지 처리 응용에 활용합니다. 또한 프레임그래버는 인터페이스와 깊은 연관성을 가지고 있습니다. 인터페이스란 두 시스템, 장치 또는 프로그램 간에 상호 작용하거나 정보를 교환할 수 있도록 만든 경계 또는 연결점을 의미합니다. 인터페이스는 USB, Camera Link, Coaxpress, GigE 등 데이터 전송량과 케이블 길이에 따라 다양한 구성으로 나눠집니다. Camera Link 인터페이스는 고속 디지털카메라와 컴퓨터 또는 다른 이미지 처리 장치 간에 높은 대역폭의 데이터를 전송하기 위한 표준화된 디지털 인터페이스입니다. 높은 대역폭을 제공하여 이미지를 빠르게 전송하고, 데이터의 안정성을 보장합니다. 이번 챕터에서 솔루션으로 적용된 Camera Link 인터페이스는 고속 디지털 비디오 전송을 위한 표준 인터페이스로 주로 사용됩니다. 프레임그래버와 인터페이스 3. Euresys의 프레임 그래버를 통한 커피 열매의 고속 분류 | Euresys 프레임그래버 솔루션 과정 Xeltron 사의 건식 제품 분류기는 높은 정확도로 품질 기준이 까다로운 고객에게 높은 평가를 받아왔지만, 시간 당 처리량이 충분하지 않고 고객의 요구 사항을 충족시키기에는 무리가 있다는 문제에 직면하고 있었습니다. 식품 산업의 농산물 검사에서 농산물을 더 효율성 있게 분류하기 위해서는 빠르게 움직이는 농산물을 스캔할 수 있는 고해상도 카메라와, 고해상도 컬러 이미지를 빠르게 전달할 수 있는 인터페이스, 마지막으로 고속으로 실시간 이미지 처리할 수 있는 프레임그래이버의 역할이 중요하게 작용합니다. 이 회사는 더 많은 처리량과 효율성을 달성하기 위해 Euresys의 Grablink Duo 보드를 선택했습니다. 이 보드를 통해 커피 열매가 이동하는 통로의 양쪽에 설치된 두 대의 라인스캔 카메라가 콩이 일렬로 연속적으로 나아가는 방향에서 캡처한 이미지를 신속하게 전송하여, 곡물 분류 작업을 빠르고 정확하게 수행할 수 있었습니다. 유레시스 Grablink Duo는 하나의 전체 구성 또는 두 개의 기본 구성 Camera Link 카메라를 지원하며, 두 개의 Camera Link 포트를 내장하고 있습니다. 뿐만 아니라, PCIe Gen 2 x 4 버스를 통해 이 회사가 독자적으로 개발한 중앙 처리 장치를 활용하여 뛰어난 이미지 데이터 처리 성능을 제공하며, 높은 이미지 데이터 처리량을 확보했습니다. "최적화된 머신비전 시스템 설정 덕분에 이 회사는 해당 분류기의 성능을 시간당 4미터톤, 최대 16톤의 처리량에서 95~98%의 커피 열매 분류 정확도를 달성했습니다." 이 회사가 Euresys의 프레임그래버를 활용하여 불량 베리나 콩 및 이물질을 흐름에서 제거하는 모습을 아래서 확인할 수 있습니다. ACEPTADO - 통과 / RECHAZO- 미통과 | Euresys Grablink Duo 주요 기능과 사양 Euresys의 Grablink Duo 프레임그래버의 성능과 사양에 대해 살펴보겠습니다. Grablink Duo - Euresys Grablink Duo 프레임그래버의 주요 사양 - Euresys Grablink Duo의 주요 사양 | 두 개의 독립적인 Camera Link Base 구성 카메라 또는 한 개의 Camera Link Base, Medium, Full, 72비트 또는 80비트 카메라 · 현재 시판되는 수백 가지 Camera Link 카메라와 호환 · PoCL*, Power over Camera Link 지원 · ECCO*: Camera Link 케이블 길이 연장 · PCIe Gen 2 x4 버스* · 다기능 디지털 IO(Input/Output) 라인 20개 · eGrabber 드라이버 및 Memento 이벤트 로깅 도구와 호환 * ECCO: Camera Link 케이블 길이를 연장하는 데 사용되는 장비로, Camera Link 표준에서 사용되는 디지털 영상 인터페이스의 신호를 증폭하고 전송 거리를 연장하는 역할 * PoCL: 이는 카메라와 카메라를 제어하기 위한 인터페이스인 Camera Link 케이블을 통해 전원을 제공하는 기술 *PCIe Gen 2 x 4 버스는 컴퓨터와 이미지 취득 보드 간의 데이터 통신을 담당하는 인터페이스입니다. 여기서 "Gen 2"는 PCI Express의 두 번째 세대를 나타내며, "x 4"는 4개의 데이터 전송 레인을 의미합니다. * Memento 이벤트 로그 툴: Euresys에서 제공하는 소프트웨어로 사용자 애플리케이션과 관련된 사건(순간,활동)들을 기록하는 이벤트(사건) 기록 도구 - Euresys Grablink Duo 기술 특징 - 1. Grablink Duo는 두 개의 Camera Link 포트를 탑재한 이미지 취득 보드 Grablink Duo는 두 개의 Camera Link 포트를 탑재한 이미지 취득 보드입니다. 이 두 포트는 각각 한 개에서 두 개까지의 기본 구성 Camera Link 카메라를 지원합니다. 즉, 한 장치에서 하나에서 두개의 Camera Link 카메라를 사용하는 경우를 의미합니다. 두 대의 카메라를 사용하면 이미지를 취득하고 처리하는 것에 여러 가지 장점을 줍니다. 두 대의 카메라가 서로 다른 영역을 촬영하므로, 전체적으로 더 넓은 영역의 이미지를 취득할 수 있습니다. 또한 각 카메라가 독립적으로 작동하므로, 각 카메라가 고해상도 이미지를 촬영할하여 두 이미지를 합치면 전체적으로 고해상도의 이미지를 얻을 수 있습니다. 마지막으로 두 대의 카메라를 사용하면 두 시각에서의 관찰이 가능하기 때문에 이는 3D 이미지 생성 또는 물체의 위치 및 궤적 분석과 같은 응용에서 중요할 수 있습니다. 2. eGrabber 드라이버 및 Memento 이벤트 로깅 도구와 호환 eGrabber (좌)Driver (우)Memento eGrabber는 이미지 취득 소프트웨어로 eGrabber Driver와 eGrabber Memento는 eGrabber 소프트웨어의 라이브러리입니다. eGrabber Memento가 사용자의 애플리케이션 적용에 대한 사건들을 기록하는 도구라면 eGrabber Driver는 eGrabber 드라이버는 Coaxlink 및 Grablink Duo 프레임그래버에서 이미지 취득하기 위해 사용하기 쉬운 프로그래밍 인터페이스를 제공하는 클래스 라이브러리입니다. 이 기능을 통해 사용자들은 Coaxlink 및 Grablink Duo 프레임그래버에서 이미지를 보다 효과적으로 취득하고, eGrabber 드라이버를 활용하여 간편한 프로그래밍 인터페이스를 통해 손쉽게 이미지 처리 애플리케이션을 개발합니다. Grablink Duo 프레임그래버는 이 회사가 마주한 조건, 즉 콩이 일렬로 연속적으로 나아가는 방향에 양쪽에 라인 스캔 카메라를 두 개 설치하여 이미지를 더 빠르게 획득하고 처리하여 높은 정확도를 달성하는 데 적합한 솔루션이었습니다. 4. Conclusion | Collaboration key to success 회사 관계자는 Euresys의 프레임그래버를 도입하여 개발한 모델을 통해 대량 구매자의 품질 및 비용 요구 사항을 충족하고, 이를 통해 고객이 수확량을 극대화하는 데 기여할 수 있게 되었습니다. 그들은 Euresys의 프레임그래버를 도입한 뿐만 아니라 제품의 설치, 설정, 문제 해결 등에 대한 기술적인 도움을 포함하여 제품을 도입하고 사용하는 과정에서 Euresys로부터 제공되는 기술적인 지원 및 도움에 대해 만족하고 있다고 전했습니다. " 고객의 요구 사항을 충족하기 위한 프로젝트 성공의 키는 긴밀한 협업입니다. " Mordor Intelligence의 앞으로의 보고서에 따르면, 커피 시장은 2028년에 예상치로 158.89억 달러에 도달할 것으로 전망되며, 예상 연평균 성장률(CAGR)은 4.72%로 나타납니다. 이러한 성장은 주로 인증된 커피 제품에 대한 수요 증가에 기인하며, 주요 플레이어들인 유명한 커피 브랜드, 제조업체, 유통업체 등에 의해 주도될 것으로 예상됩니다. 이러한 변화 과정에서 Euresys의 제품을 선택한 이 회사의 더 빠르고 더 정확한 제품 분류기 개발은 더 많은 파트너와 연결할 수 있는 기회를 제공할 것입니다. 마찬가지로 Euresys의 Grablink 프레임그래버 역시 빠른 디지털카메라를 통해 안정적이고 신뢰할 수 있는 이미지를 포착하는 신뢰도 높은 산업용 솔루션으로 다양한 산업에서 협력의 손을 제공할 것입니다. Grablink 프레임그래버 적용가능한 어플리케이션 Grablink 프레임그래버 적용가능한 어플리케이션 1. 전자제품 제조 산업용 머신비전 AOI(자동 광학 검사) 기계, 3D SPI(솔더 페이스트 검사) 기계, 3D 리드/볼 검사/ 플랫 패널 디스플레이 검사 / 태양 전지 검사용 2. 일반 제조 산업용 머신비전 유리 검사 및 직물 검사용 라인 스캔 이미지 캡처 3. 인쇄 산업용 머신비전 패키지 또는 레이블 인쇄 성장하는 산업에서 시장을 주도하기 위한 핵심 전략 중 하나는 지속적인 혁신을 제시하는 것입니다. 목표 달성을 위한 다양한 방법 중 협력의 파트너십을 찾는 것은 특히 중요한 전략입니다. 화인스텍은 제조업체 및 다양한 산업에서 파트너로서 적용 가능한 솔루션을 언제든지 제공할 준비가 되어있습니다. Euresys의 Grablink 프레임그래버에 대한 자세한 사양은 화인스텍 홈페이지를 통해서 확인 바랍니다. 출처: Seleccionadora Para Café Cereza/Uva en Costa Rica
2024.01.15머신비전 카메라 Camera Link 인터페이스 제대로 알아보기 머신비전 카메라 Camera Link 인터페이스란? Camera Link는 카메라, 케이블 및 프레임그래버를 포함해 과학 및 산업용 비디오 제품을 표준화 하기위해 설계되었으며, 글로벌 표준은 AIA(Automated Imaging Association)에서 유지 관리 합니다. Camera Link Interface Standard(1.0)은 2000년 10월에 발표되었으며, 1.1은 2004년, 1.2는 2007년에 채택하였고, Mini라고 불리는 SDR과 파워를 함께 공급하는 POCL이출시되었습니다. 2012년 2.0으로 업되이트 되며, 이전 버전과 정식 규격으로 통합 되었습니다. 현재 사용하는 버전은 2.1 버전 입니다. Camera Link는 확장성에 따라, Base, Medium, Full, Full Deca로 나눠져 있습니다. (출처 : https://www.automate.org/a3-content/vision-standards-camera-link) Camera Link 인터페이스의 장점? Camera Link 인터페이스의 장점은 높은 대역폭입니다. 하나의 케이블로 255MB/s의 높은 대역폭을 내며, 두개의 케이블로는 최대 850MB/s의 대역폭을 보장합니다. Camera Link 케이블의 종류 Camera Link 케이블은 크게 두가지가 있습니다. Camera Link Standard 라고 부르는 MDR 커넥터와 Camera Link Mini 라고 부르는 SDR 커넥터가 있습니다. 과거 Standard가 Cameralink 인터페이스의 표준이였으나, 센서의 크기와 카메라 크기가 작아짐에 따라 Camera Link Mini Cable이 개발되었고, 지금은 MDR보다 SDR이 더 많은 비중을 차지하고 있습니다. Camera Link 케이블로 카메라 전원을 공급받는 POCL도 일반 Camera Link 커넥터와 동일한 커넥터를 사용합니다. Camera Link 인터페이스의 케이블을 길고 안정적으로 사용하는 방법 Camera Link Cable의 권장 길이는 Base 기준 7m, Full 기준 5m 이지만, 실제 장비의 컨디션이 좋은 경우 10m 까지 사용하는 경우도 있습니다. 하지만 장비의 안정적인 운용을 컨디션에 의존할 수 없습니다. 하드웨어 구성품 중 Camera Link 리피터를 이용하면 카메라 기준 길이의 최대 2배까지 사용 가능하기 때문에 10m 이상의 길이를 사용할 때는 권장하고 있습니다. Cameralink Cable 길이 연장하는 방법 - 리피터 Camera Link 리피터를 사용하지 않고 쉽게 케이블 길이를 늘릴 수 있는 방법은 Euresys사의 Grablink Series를 사용하는 것입니다. Grablink Series에는 Ecco, Ecco+ 기능이 내장되어 있어 Grablink Base와 Grablink Full의 경우 케이블 길이를 늘리거나 같은 길이에서 전송속도를 최대 30%까지 높여 사용할 수 있으며, Grablink Full XR의 경우 최대 2배까지 사용할 수 있습니다. Cameralink Cable 길이 연장하는 방법 - Euresys Grablink Series의 ECCO/ECCO+ 기능 한 대의 카메라 이미지를 두 대의 PC에서 받는 방법 고해상도 이미지를 분석하는 경우 PC 한 대에서 처리하기 어려운 경우가 있습니다. 이러한 경우, 한 카메라에서 여러 이미지를 취득 후 PC 마다 다른 검사를 시행할 수 있습니다. 스플리터를 사용하게 되면 Master PC는 카메라 제어를 담당하고, Master PC / Slave PC 모두 이미지 취득이 가능하여, 고해상도 이미지를 효율적으로 처리할 수 있습니다. 스플리터를 이용한 이미지를 취득하는 방법 예시 머신비전 카메라 인터페이스의 발전 머신비전 카메라 인터페이스의 선택은 장비를 구성함에 있어서 매우 중요합니다. 머신비전 장비는 더 높은 검사 정도와 더 빠른 검사를 하기 위해 진화합니다. 그렇기 때문에 이미지 센서 또한 더 높은 해상도와 더 빠른 속도로 발전해 왔으며, 넓은 대역폭의 데이터를 안정적으로 전송하기 위해 새로운 인터페이스를 머신비전 시스템에 도입하게 되었습니다. 인터페이스 별 비교 그래프
2022.07.19Polarized Camera 안녕하세요 화인스텍 마케팅 팀입니다. 화인스텍 블로그를 찾아주셔서 감사합니다. 편광 카메라(Polarized Camera) Part 3 지금 시작합니다. Part 3. 편광 카메라(Polarized Camera) 적용 사례 1. 응력 검사(Stress Inspection) 편광(분극화) 된 빛이 투명 물질을 통과하게 되면, 들어오는 빛의 각도가 물체의 다양한 응력에 의해 변형됩니다. <그림 1> 이미지는 투명한 아크릴 블록에 편광 된 빛을 각도에 따라 색상을 입힌 이미지입니다. <사진 1> 응력 검사(Stress Inspection) 물체에 어떠한 압력이 발생하여 밀집도에 따라 달라지는 것인데요 투명한 아크릴이나 안경과 같이 압력받는 부분을 측정할 때 사용합니다. 2. 반사 감소 빛을 반사하는 물체의 경우에는 그 표면을 검사하는 데에 있어 어려움이 있습니다. 특히나 식품 검사는 더더욱 그러합니다. 이때 편광을 사용하는 것이 반사를 줄여주는 데에 도움을 줍니다. 다음의 이미지는 고추 표면을 검사할 때 반사된 빛이 편광에 의해서 제거된 것을 보여줍니다. <사진 2> 반사 감소 3. 대비 증가 저조도 환경에서는, 물체의 대비가 좋지 않습니다. 이때 편광은 물체의 대비를 증가시켜 주는 데에 도움을 줍니다. 아래의 이미지는 저조도 환경에서 찍힌 볼트를 편광을 통해서 얻은 이미지입니다. <사진 3> 대비 증가 4. 흠집 검사 응력 검사와 유사하게, 흠집은 일반적인 방식으로 검출하기 힘들 수 있습니다. 이처럼 흠집이 난 표면을 식별하기 위해서 편광이 적용될 수 있습니다. 아래는 투명한 물체에 난 흠집을 검사한 이미지입니다. <사진 4> 일반 흑백( MONO) 영상 <사진 5> 편광 카메라(Polarized Camera) 영상 5. 물체 감지 특정 환경에서 물체를 구별하기 어려운 때가 있습니다. 이때 편광을 이용하면 물체가 반사해내는 빛의 각도를 탐지하여 도움을 줄 수 있습니다. <사진 6> 일반 흑백( MONO) 영상 <사진 7> 편광 카메라(Polarized Camera) 영상 Part 3. 에서는 편광 카메라(Polarized Camera) 적용 사례에 대해 살펴봤습니다. 도움이 되셨나요? 아직은 활성화되지 않은 카메라이지만 흥미롭기는 합니다. 필요에 의해 만들어진 건지 만들고 새로운 애플리케이션을 찾아야 하는지 아직 모르겠습니다 ㅎㅎ 그럼 다음에 또 만나요~
2022.05.19Polarized Camera 안녕하세요 화인스텍 마케팅팀입니다. 화인스텍 블로그를 찾아주셔서 감사합니다. 머신비전 카메라 중 편광 카메라(Polarized Camera) Part 2 지금 시작하겠습니다. Part 2. 편광 카메라 데이터 출력 편광 카메라(Polarized Camera)의 구조에 대해서는 에서 살펴본 바와 같이 4개의 각도에 대한 패턴으로 이루어져 있습니다. 이러한 데이터를 출력하는 방식으로는 다음과 같은 방식이 있습니다. 1. Raw Data 출력 편광 카메라(Polarized Camera)는 일반 베이어 패턴 컬러 카메라와 같이 Raw Data로 출력 가능합니다. 이렇게 출력하게 되면 베이어 카메라를 모노로 출력했을 때와 비슷하게 출력하게 됩니다. <사진 1> Polarized Camera Row Image 2. 각도별 4분할 출력 데이터를 0도, 45도, 90도, 135도 순으로 4분할 하여 출력합니다. <사진 2> 센서 각도별 분할 출력 3. 컬러로 부각된 이미지 출력 이처럼 편광 카메라(Polarized Camera)는 각도로 부각된 출력을 특정 알고리즘을 통하여 합쳐서 컬러로 출력하는 방식이 있습니다. 이러한 방식에는 AoLP(Angle of Linear Polarization. JAI는 PolarizeAngle이라고 칭함), DoLP(Degree of Linear Polarization. JAI는 PolarizeRatio라고 칭함) 등이 있습니다. <사진 3> 특정 알고리즘을 이용해 4개의 편광을 합친 이미지 4. 편광을 합친 이미지 개별 출력 가능 위에 나온 출력들, 곧 AoLP나 DoLP 같은 것들을 분할해서 각각 출력해줄 수도 있습니다. JAI의 SDK에서 화면을 4분할 해서 각 Panel에 어떤 출력을 보여줄 것인지 지정할 수 있습니다. <사진 4> 이미지 출력 종류 예시 (출처 : JAI) Park 2에서는 편광 카메라(Polarized Camera)의 이미지 출력에 대해 알아봤습니다. Part 3.에서는 편광 카메라(Polarized Camera)적용 사례에 대해 간단하게 이야기하도록 하겠습니다.
2022.05.19Polarrized Camera 안녕하세요 화인스텍 마케팅팀입니다. 화인스텍 블로그를 찾아주셔서 감사합니다. 편광카메라 (Polarized Camera)에 대해서 알아볼 텐데요 생소하면서도 알 것 같은 카메라 지금 바로 시작하겠습니다. Part 1. 편광 카메라(Polarized Camera) 1. 편광 개념 이해 편광[Polarization (of Light)]은 말 그대로 빛(Light)을 분극화(Polarization) 시키는 것입니다. 분극화란 극성을 분리시키는 것을 뜻하는데, 이러한 말이 나온 이유는 빛(광)에 극성(방향성)이 있기 때문입니다. 광은 전기장과, 전기장에 직각으로 구성된 자기장으로 이루어져 있습니다. 그리고 이러한 광의 극성 중 원하는 극성만을 구별(Polarize 혹은 Filter)'하여 특정한 극성의 광 성분만을 수신하기로 하는 것이 바로 '편광'입니다. 쉽게 이야기하면 여러 방향에서 들어오는 빛을 펴준다 라고 생각하시면 됩니다. 이러한 편광에 대한 예를 들어보면 다음과 같습니다. <사진 2> 편광필터 적용 전 사진(왼), 편광필터 적용 후 사진(오) <사진 2>의 왼쪽 이미지는 편광 필터를 적용하기 전의 이미지이고, <사진 2>의 오른쪽 이미지는 편광 필터를 적용한 후의 이미지입니다. 이 이미지를 촬상 하는 데에 있어서 목적은 물의 난반사(특정한 각도로 들어오는 빛)를 제거하는 것이었고, 그것을 위해서 편광 필터를 적용한 것입니다. 이와 같이 편광의 개념은 특정한 각도의 빛을 구별시켜 필터 해주는 것입니다. 2. 편광 카메라 센서(Polarized Camera Sensor)의 구조 현재 화인스텍에서 취급하는 편광카메라 (Polarized Camera)는 JAI의 GO-5100MP-USB와 FLIR의 BFS-PGE-51S5P-C가 있습니다. 이 카메라는 모두 SONY의 IMX250MZR(모노 선형 편광 센서) 센서가 탑재되어 있습니다. 이 센서는 CMOS 센서로서 와이어 그리드 편광 원리를 채택하고 있으며, 3.45um의 픽셀 4개마다 0, 45, 90, 135도 방향 선형 편광 필터 4개를 사용하는 2464 x 2056 글로벌 셔터 센서입니다. 이 센서의 구조는 다음과 같습니다. <그림 3> Polarizer Sensor 위쪽부터 90도, 45도로 홀수 라인이 구성되고, 135도, 0도로 짝수 라인이 구성됩니다. 예를 들어 90도 이미지만을 취득하겠다고 하면 각도 하나당 하나의 픽셀(pixel)이기 때문에 가로 세로로 한 칸씩 건너뛰고 이미지를 가져오게 되는데 그렇게 되면서 해상도가 1/4이 됩니다. 편광카메라 (Polarized Camera)5메가(5mega)라고 하지만 실제로 5메가(5mega) 영상을 사용할 수는 없습니다. <그림 4> Polarizer Sensor <그림 4>와 같이 마이크로 렌즈 아래 폴라 아이져 그리고 빛을 담는 포토다이오드가 있습니다. <그림 5> Polarizer Sensor 편광카메라 (Polarized Camera)를 사용하는 것이 외부에 필터를 끼우는 방식보다 더 좋은 이유는 <그림 5> 와 같이 다른 각도의 빛이 유입되는 것을 완전히 차단할 수 있기 때문입니다.
2022.05.19GIGE Camera 기본 셋업 안녕하세요 화인스텍 마케팅 팀입니다. 지난번에 인터페이스의 종류에 대해 알아봤었습니다. 그중에 GIGE Camera(Gige 카메라)에 대해 포스팅하도록 하겠습니다. 화인스텍에서 취급하는 카메라 위주의 설명이겠지만 표준으로 제작된 만큼 모든 랜카드와 공유 가능한 내용입니다. EMVA(European Machine Vision Association)에서 GenICam 표준을 정했으며, 머신비전 카메라 제조사에서는 GIGE, USB, Coaxpress 인터페이스는 대부분 GenICam 표준으로 제작을 합니다. 왜냐하면 카메라와 장치의 plug & play 처리를 위한 기반이며, 인터페이스에 상관없이 모든 종류의 장치(주로 카메라)에 대한 범용 프로그래밍 인터페이스 제공하기 때문입니다. 머신비전 NIC 사용 전 꼭 해야하는 설정 3가지!! - 동영상으로 보기 https://youtu.be/oQGCp70s0LI 머신비전 NIC 사용 전 꼭 해야하는 설정 3가지!! - 사진으로 보기 www.fainstec.com Driver 설치 드라이버 설치는 꼭 제조사에서 제공하는 올바른 드라이버 설치해야 합니다. 윈도 기본 또는 임의의 드라이버 설치 시 문제가 생길 수 있으며, 많은 사람을 힘들게 할 수 있습니다. NIC의 경우에도 산업용 GigE 보드 제조사에서 제공하는 Chipset 드라이버를 설치해야 합니다. 아래 이미지는 제가 사용하는 노트북이며 당연히 1개만 잡혀있습니다. <사진 1> 제어판 장치 관리자 <사진 2> (왼쪽) 정상적인 설치, (오른쪽) 비정상적인 설치 설치가 완료되면 필수로 거쳐야 하는 셋업이 있습니다. 1. 점보패킷 2. 수신버퍼 3. 인터럽트 조절속도 점보 패킷(Jumbo Packet) 패킷의 크기가 작으면 CPU 호출 횟수가 높아져 부하가 높아집니다. 최대 9KB로 높게 설정을 권장합니다. 수신 버퍼(Receive Buffers) 수신된 프레임 데이터를 OS에서 읽어 가기 전까지 보관하는 역할을 하는데요 크기가 커지면 OS에서 인터럽트 처리가 늦어졌을 때 패킷 로스를 줄일 수 있습니다. 최댓값 2048로 설정이 필요하며, 혹시라도 2048이 되지 않더라도 최댓값으로 해주시면 됩니다. 인터럽트 조절 속도(Interrupt Moderation Rate) 인터럽트가 자주 발생하면 문제가 있을 때 CPU 반응 속도가 빨라집니다. 반응 속도가 빠른 만큼 CPU 부하가 커지기 때문에 발생 빈도를 낮추는 설정이 필요한데요 최대(Extreme)로 설정해 주시면 됩니다. 아래 창을 한번 보실까요? <사진 3> 이더넷 속성 이더넷 속성에서 구성을 클릭합니다. <사진 4> NIC 속성 구성 - 고급 탭 안에서 조금 전 이야기한 모든 설정을 바꿀 수 있습니다. 위에 이야기했던 용어가 드라이버마다 조금씩은 다를 수 있지만 비슷한 용어를 찾아 셋업 하시면 됩니다. 한글로 표기된 경우도 있습니다. 제 노트북에는 점보패킷이 아니고 점보 프레임으로 나와있군요 보통 9KB MTU인데 제 노트북은 4KB MTU 가 최대 값입니다. 그래서 많은 사람들이 데스크톱을 사용하죠 ^^ NIC의 하드웨어적으로 GIGE Camera(Gige 카메라)를 사용할 준비가 끝났습니다. FILTER DRIVER 카메라 제조사마다 GigE SDK 제공 시 필터 드라이버를 제공하는데 PC에 이것저것 설치되는 것이 싫다고 해서 건너뛰시면 안 됩니다. SDK를 설치하면서 꼭 같이 설치하셔야 합니다. 필터 드라이버는 네트워크의 부하를 줄이고 데이터 스트리밍을 향상시키기 때문에 별다른 이유가 없다면 반드시 설치하여 사용하시기 바랍니다. <사진 4> Pleora에서 제공하는 Filter Driver Manager GIGE Camera(Gige 카메라)를 사용할 준비가 끝났습니다. 이제 즐기시기 바랍니다 ^^ 이상 포스팅을 마치겠습니다.
2022.05.11Bayer Color VS 3-Sensor Color 안녕하세요 화인스텍 마케팅 팀 입니다. 화인스텍 블로그를 찾아주셔서 감사합니다. 이번 포스팅은 Bayer Color 카메라와 멀티센서 Color 카메라의 이미지를 비교하도록 하겠습니다. 구조적으로 먼저 설명드리면 Bayer Color Sensor는 아래와 같은 이미지 입니다. <사진 1> Bayer Color Sensor 멀티센서는 아래와 같이 프리즘으로 RGB 파장을 나눠 3장의 센서에 데이터를 넘겨줍니다. <사진 2> Multi Color Sensor Bayer Color Camera의 경우 한 픽셀에 RGB 값중에 하나의 필터에 맞는 하나의 값만 가져올 수 있지만 Multi Sensor Camera의 경우 R,G,B 값을 모두 가져올 수 있습니다. 색감이 뛰어나며, 분해능에 대해 손실이 없습니다. 인쇄물, 바이오, 의료 산업에는 Multi Sensor Camera를 우선 검토하는 것이 맞습니다. Bayer Color Camera의 경우 필터 배열로 인해 직선이 제대로 표현되지 않을 수도 있습니다. 아래 그래프는 Bayer Color Camera 와 Multi-Sensor Color Camera의 파장 차이 그래프이니 참고해주시면 됩니다. <사진 3>Bayer-Mono Camera <사진 4> Prism Base Color Camera <사진 4> Prism Base Camera의 파장별 감도 그래프는 <사진 3> Bayer Color Camera 파장별 감도 그래프에 비해 RGB 별 겹쳐지는 구간이 매우 적습니다. 이것이 가장 중요한 부분이고 실제 RGB가 가공되지 않은 데이터를 사용할 수 있다는 이야기 입니다. 하지만 카메라 원가에 가장 큰 영향을 미치는 이미지 센서가 3개로 가격이 높은 편입니다. 대표적으로 프리즘 베이스 카메라는 JAI 사 에서 공급을 하고 있습니다. 이상으로 이번 포스팅을 마치겠습니다. 다음에는 멀티 센서의 종류로 알아보도록 하겠습니다.
2022.05.10