Mehrzweck-Bildverarbeitungssystem PC-Imagechecker P400
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| Produktfamilien-Verschlagwortung |
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 Bildverarbeitung Bildverarbeitungssysteme, universell einsetzbar Mehrkamerasysteme PC-basierte Bildverarbeitungssysteme |
| Funktionsprinzip |
| Der erste Schritt ist die Bildaufnahme des beleuchteten Objektes durch die Kamera. Dieses Bild wird anschließend durch einen Framegrabber erfasst und in digitalisierter Form dem PC-Rechner zur Auswertung übergeben. Im nächsten Schritt wird durch Vorverarbeitungsalgorithmen die Unterscheidbarkeit von zu erkennenden Merkmalen und dem Hintergrund verbessert. Zu den hier angewendeten Maßnahmen zählen u.a. Filteralgorithmen, eine automatische Helligkeitsanpassung und die Shadingkorrektur. Durch Erosions- und Dilatationsfunktionen werden z.B. kleine Bildstörungen unterdrückt bzw. überbrückt. Bei der Helligkeitsanpassung wird die Grundhelligkeit des Bildes aufgrund variierender Lichtverhältnisse durch wechselnde Sonneneinstrahlung oder variierende Oberflächenbeschaffenheit korrigiert. Durch die Shadingkorrektur werden Helligkeitsverläufe im Bild durch eine ungleichmäßige Beleuchtung korrigiert, so dass der Bildhintergrund mit einer konstanten Helligkeit erscheint. Auf diesem für die weitere Auswertung vorbereiteten Bild gilt es nun, das relevante Objekt zu isolieren und zu erkennen: Die häufigste Methode hierzu ist die Binarisierung des Bildes. Hierzu wird das Grauwertbild mittels einer festen oder einer in der Bildvorverarbeitung ermittelten variablen Grauwertschwelle in Objektflächen und Hintergrundflächen segmentiert. Dieser Schwellwert kann zum einen fest vorgegeben sein oder anhand einer Histogrammanalyse für jedes Bild ermittelt werden. Im Folgenden kann z.B. mit Schwerpunktsberechnungen der einzelnen Flächen auf dem Binärbild das relevanten Objekte lokalisiert werden. Für die separierten Objekte werden dann Merkmale wie z.B. die Pixelanzahl von Flächen, Schwerpunkte oder das Verhältnis der Achsen berechnet. Darüber hinaus können Abstände gemessen, Konturabweichungen gegenüber einem Toleranzband geprüft oder die Ausprägung einer Farbe kontrolliert werden. Durch den Vergleich der herausgearbeiteten Kriterien mit Grenzwerten kann die Klassifizierung der Objekte und dadurch die Ausgabe eines Prüfentscheides umgesetzt werden. Eine leistungsfähige Methode ist daneben die konturbasierte Bildauswertung des PC-Imagecheckers P400. Hierzu wird der Grauwertverlauf innerhalb des Bildes untersucht. Verändert sich der Grauwert sprunghaft deutet dies auf eine Objektkante hin. In der Verfolgung dieser Linienverläufe wird die Kontur des Bauteiles ermittelt unabhängig ob dies eine vollständige Kontur mit einem geschlossenen Linienzug ergibt oder ob es ein Konturabschnitt ist. Dadurch können auch Bauteile erkannt werden, deren Kontur durch ein überlappendes anderes Bauteil unterbrochen wird. Zur Klassifizierung kann diese Kontur vermessen oder Geometriemerkmale geprüft werden. Bei anderen Aufgaben wiederum ist es zweckmäßig, die Objekte durch "Template Matching" direkt und ohne eine Segmentierung zu suchen. Hierzu wird eine abgespeicherte Vorlage solange nach einem vordefiniertem Algorithmus in unterschiedlichen Dreh- und Axiallagen mit dem jeweiligen Bildausschnitt verglichen, bis eine bestmögliche Übereinstimmung lokalisiert wurde oder sicher die Aussage getroffen werden kann, dass sich das gesuchte Objekt nicht in dem Bild befindet. |