이미지 센서 및 이미지 처리 기초
이미지 처리 기본
이미지 처리는 2차원 평면에서 개체를 캡처하는 기능을 나타냅니다. 이로 인해 자동 검사에서 육안 검사의 대안으로 이미지 처리가 널리 사용되었습니다. 이 섹션에서는 이미지 처리의 기초인 CCD(픽셀) 센서와 이미지 처리 기본 사항을 소개합니다.
이미지 센서
디지털 카메라 는 기존(아날로그) 카메라와 구조가 거의 동일하지만 차이점은 디지털 카메라에 CCD 또는 CMOS라는 이미지 센서가 장착되어 있다는 점입니다. 이미지 센서는 기존 카메라의 필름과 유사하며 이미지를 디지털 정보로 캡처하지만 이미지를 디지털 신호로 변환하는 방법은 무엇입니까?
카메라로 사진을 찍을 때 대상에서 반사된 빛이 렌즈를 통해 투과되어 센서에 이미지가 형성됩니다. 센서의 픽셀이 빛을 받으면 빛의 세기에 해당하는 전하가 생성됩니다. 전하를 전기 신호로 변환하여 각 픽셀이 수신하는 광도(집중값)를 얻습니다.
이미지 처리를 위한 픽셀 데이터 사용
개별 픽셀 데이터(표준 흑백 카메라의 경우)
많은 비전 센서에서 각 픽셀은 빛의 강도에 따라 256레벨(8비트)의 데이터를 전송합니다. 흑백(흑백) 처리에서 검정은 "0"으로 흰색은 "255"로 간주되어 각 픽셀이 수신한 광도를 수치 데이터로 변환할 수 있습니다. 즉, CCD의 모든 픽셀이 0(검은색)에서 255(흰색) 사이의 값을 갖습니다. 예를 들어, 흰색과 검은색을 정확히 반으로 포함하는 회색은 "127"로 변환됩니다.
이미지는 256레벨 데이터의 모음입니다.
CCD로 촬영한 영상 데이터는 CCD를 구성하는 픽셀 데이터의 집합체이며, 픽셀 데이터는 256레벨의 명암 데이터로 재생됩니다.
원시 이미지
왼쪽 이미지가 2500픽셀로 표현될 때
눈이 확대되어 256레벨 데이터로 표현
위의 예에서와 같이 이미지 데이터는 픽셀당 0에서 255레벨 사이의 값으로 표현됩니다. 영상 처리는 아래와 같이 다양한 계산 방법으로 픽셀당 수치 데이터를 계산하여 영상에서 특징을 찾는 처리입니다.
예:얼룩/불량 검사
검사 영역을 세그먼트라고 하는 작은 영역으로 나누고 세그먼트의 평균 강도 데이터(0~255)를 주변 영역과 비교합니다. 비교 결과, 지정된 강도 이상의 차이가 있는 반점은 얼룩 또는 결함으로 감지됩니다.
세그먼트(4픽셀 x 4픽셀)의 평균 강도를 주변 영역의 강도와 비교합니다. 위의 예에서 빨간색 부분에서 얼룩이 감지되었습니다.