１ − 照明補正フィルタについて
０４
照明補正フィルタとは登録画像の状態を基準として、入力画像の明るさを補正（補正倍率は0∼4倍）
します。弊社CV3000シリー
ズ以降では、従来の照明補正と比べトリガ毎にウインドウ別のリアルタイム補正ができることが特長です。
［照明補正フィルタの効果］
登 録画像 入力画像 補正画像
【参考】
従 来 の 照 明 補 正との 違 い
従 来の照明補正は、画面全体に前回ま
での移動平均濃度に対する照明補正を
画像転送中にゲイン調整と して並列処
理していました。
これは処理時間に影響を与えずに緩や
かな照度変動に対応できるという リ ト
メッ
がある反面、実際の濃度変化を計測す
る前に補正を しているため、急激な照度
変動をリアルタイムで補正することがで
きないという弱点があり した。
ま
基準となる登録画像です。 こ 入力された画像です。 照明補 入力画像と登録画像の明る さ
の画像からどれだけ明るさが変 正をしていなければ、この明る の違いを検知し、リアルタイム
化したかで照度補正をおこな さの画像で処理することになり で明るさの補正をしています。
います。 ます。
１ − コン
０５ トラスト変換フィルタについて
濃淡差の小さい対象のコントラストをアップして、より安定した外観検査を行うための機能として、CV-3000シリーズ以降にはコント
ラスト変換フィルタが搭載されています。この前処理フィルタはカメラ設定におけるスパン/オフセット機能のみを前処理として独立さ
せ、ウインドウごとに調節ができるようになっています。効果としては、生画像の特定の階調の濃淡差を強調することができます。
コントラスト
改善
生画像 コントラスト変換後画像
１−０ ２∼１ − のポイン
０５ ト
2つの画像の差分を検出する画像演算前処理フィルタとして2点覚えてください。
●差分フィルタ＝登録画像と入力画像との差分を検出する。
●リアルタイム差分フィルタ＝入力画像と膨張+収縮処理をした入力画像との差分を検出する。
明るさ補正をする前処理フィルタとして2点覚えてください。
● 照明補正フィルタ＝濃淡検査の結果から リアルタイムに画像の明るさ を補正する。
●コントラスト変換フィルタ＝ウインドウ毎にカメラのスパン/オフセット機能を調整する
3
事 例 31 事 例 32
カラーコート紙の異物検査 光沢面のマーク検査( 外乱光キャンセル)
カラーゲインアップ カラーゲインダウン
使用フィルタ 使用フィルタ
カラーカメラ画像 白黒カメラ画像
カラーゲイン変換前画像
拡大画像
白黒カメラで
撮像
外 乱 光 成 分 のR とG
最 も 差 が 大 きいB 青 ）
（ 成 のゲインを調整
分をゲインアップ
カラーゲイン変換後画像 グレー画像
カラーゲイン変換後画像
拡大画像
グレー処理
効果と使用ポイント
効果と使用ポイント
光 沢面に印刷されたマークの品質検査を 対象機種
対象機種
カラーコート紙の異物検査を行ないます。 します。その際に時折表面に赤色の外乱光
原材料のカスがほとんどですが、 （紙） 背景 が反 射してしまい、 査がうまくいきませ
検
と同 色 の 淡 い汚 れ のため、カラー ゲイン ん。そこで、赤色の外乱光をキャンセルする
アップを 使 用して指定 色のみを強 調しま ために、カラーカメラを使用し、 およびG
R
す。また、 ゲインアップは画像取り込み時に のゲインを下げると、 成分を元にグレー
B
処 理しますので処 理時間アップがなく、 高 画像を作成できるため、 外乱の影響を無視
速ラインへの対応も可能となります。 する事が可能です。
上記フィルタの
外観検査 位置決め 寸法測定 有無・数量 文字検 査
活用度が高い代表用途
事 例 33 ビス位置・サイズ・形状検査
照明補正フィルタの 解説
照明補正
使用フィルタ
照明補正フィルタのプロセス
通常照度時生画像 通常照度時二値化画像
登録画像 入力画像
照明 補正フィルタを使 用して登
色抽出（カラーカメラのみ） 録画像を基準に入力画像の明る
さを補正することで、 照明機器の
照度変動による撮像画面への影
濃淡検査
響を軽減させることができます。
入力画像の明るさを計測します。
特に、 淡 情 報のみを扱う白黒
濃
カメラの計 測ウインドウに効 果
照明補正フィルタ
照度低下時
照度低下時生画像
があります。
二値化画像
入力画像に適用します。
補正画像
各種計測処理
照明補正フィルタの処理イメージ 照明補正フィルタ適用時
二値化画像
登録画像 入力画像 補正画像
効果と使用ポイント
ビスの位置・ サイズ・ 状検査を
形 「ブロブ」
対象機種
処理にて行ないますが、 狭い部品の奥に対
象があるため十 分な光量が届かずに外乱
光の影響を受け全体的な照度が変化して
しまいます。 結果、 二値化が 正常に行なわ
れず 誤 判定していました。 照明補正フィル
タにより撮 像 毎に入 力画 像の明るさを調
整し、照度変動の影響を軽減します。
上記フィルタの
外観検査 位置決め 寸法測定 有無・数量 文字検 査
活用度が高い代表用途
3
26
日本語 英 語 中国語
寿命試験 Life testing
順送り型 Progressive dies
し
︱
潤滑 Lubrication
し
潤滑剤 Lubricant
潤滑油 Lubricating oil
循環 Circulation
瞬時停電 Temporary power shutdown
仕様 Specification
使用環境 Operating environment
上下送り Vertical feed
衝撃荷重 Impact load/Impulsive load
衝撃試験 Impact test/Shock test
衝撃強さ Impact strength
衝撃力 Impulse force/Impulsive force
焼結 Sintering
焼結材料 Sintered material
照射時間 Irradiation time
使用周囲温度 Ambient temperature
使用周囲照度 Ambient light
仕様書 Specifications
上昇 Uprise
使用ディスク Applicable disk
省配線 Wire saving
定盤 Platform
消費電流 Current consumption
情報 Information
正味所要量 Net demand
照明補正 Illumination adjustment
商用車 Commercial cars
乗用車 Passenger cars
「原因３」 個体差による対象物の色合いの変化の影響
：
単に汚れを「黒い、濃い」という階調情報だけで判別していたので、背景の色合い変化により
汚れに近い階調が出現するたびに、誤検出が発生していました。
テクニック 「濃度比較で安定検出」 ∼傷検出モードの活用∼
背景変化への対応に限界がある絶対的な濃度
での検出に対して
・セグメントごとの濃度差分で汚れを検出する方
法があります。
この方法は、汚れの持つ濃度絶対値ではなく、
汚れのあるセグメントと周囲のセグメントとの濃度
差分で汚れの有無判定をおこないます。その結
果、背景全体の変化をキャンセルしつつ、汚れに
起因する急峻な変化のみを検出することが可能
にりす
なま。
広い範囲での変化を検知する場合は、任意二
領域間の平均濃度差分や領域内濃度偏差を
利用する方法もあります。
「原因４」 照明の明るさの経時変化の影響
：
照明機材は経時劣化や使用環境によって照度が変動することがあるため、
変動→誤検出→再設定→変動→誤検出..を繰り返していました。
テクニック 「照明補正機能でフィードバック制御」
照明の照度変化に常時対応する方法として
・照明補正機能 を使用する方法があります。
設定時の照度状態を記憶しておき、撮像のたびに
GAIN UP 実際の照度と比較、もし変動があれば設定時の照度
状態に画像の明るさを補正して、画像処理を継続し
ます。
入力画像 補正画像
照明機材のメンテナンスは当然必要ですが、通常使
GAIN DOWN
用状態での外乱光などによる変化に自動で対応でき
るリトあま。
メッがりす
照明補正機能による改善例
「原因３」 個体差による対象物の色合いの変化の影響
：
単に汚れを「黒い、濃い」という階調情報だけで判別していたので、背景の色合い変化により
汚れに近い階調が出現するたびに、誤検出が発生していました。
テクニック 「濃度比較で安定検出」 ∼傷検出モードの活用∼
背景変化への対応に限界がある絶対的な濃度
での検出に対して
・セグメントごとの濃度差分で汚れを検出する方
法があります。
この方法は、汚れの持つ濃度絶対値ではなく、
汚れのあるセグメントと周囲のセグメントとの濃度
差分で汚れの有無判定をおこないます。その結
果、背景全体の変化をキャンセルしつつ、汚れに
起因する急峻な変化のみを検出することが可能
にりす
なま。
広い範囲での変化を検知する場合は、任意二
領域間の平均濃度差分や領域内濃度偏差を
利用する方法もあります。
「原因４」 照明の明るさの経時変化の影響
：
照明機材は経時劣化や使用環境によって照度が変動することがあるため、
変動→誤検出→再設定→変動→誤検出..を繰り返していました。
テクニック 「照明補正機能でフィードバック制御」
照明の照度変化に常時対応する方法として
・照明補正機能 を使用する方法があります。
設定時の照度状態を記憶しておき、撮像のたびに
GAIN UP 実際の照度と比較、もし変動があれば設定時の照度
状態に画像の明るさを補正して、画像処理を継続し
ます。
入力画像 補正画像
照明機材のメンテナンスは当然必要ですが、通常使
GAIN DOWN
用状態での外乱光などによる変化に自動で対応でき
るリトあま。
メッがりす
照明補正機能による改善例
「原因３」 個体差による対象物の色合いの変化の影響
：
単に汚れを「黒い、濃い」という階調情報だけで判別していたので、背景の色合い変化により
汚れに近い階調が出現するたびに、誤検出が発生していました。
テクニック 「濃度比較で安定検出」 ∼傷検出モードの活用∼
背景変化への対応に限界がある絶対的な濃度
での検出に対して
・セグメントごとの濃度差分で汚れを検出する方
法があります。
この方法は、汚れの持つ濃度絶対値ではなく、
汚れのあるセグメントと周囲のセグメントとの濃度
差分で汚れの有無判定をおこないます。その結
果、背景全体の変化をキャンセルしつつ、汚れに
起因する急峻な変化のみを検出することが可能
にりす
なま。
広い範囲での変化を検知する場合は、任意二
領域間の平均濃度差分や領域内濃度偏差を
利用する方法もあります。
「原因４」 照明の明るさの経時変化の影響
：
照明機材は経時劣化や使用環境によって照度が変動することがあるため、
変動→誤検出→再設定→変動→誤検出..を繰り返していました。
テクニック 「照明補正機能でフィードバック制御」
照明の照度変化に常時対応する方法として
・照明補正機能 を使用する方法があります。
設定時の照度状態を記憶しておき、撮像のたびに
GAIN UP 実際の照度と比較、もし変動があれば設定時の照度
状態に画像の明るさを補正して、画像処理を継続し
ます。
入力画像 補正画像
照明機材のメンテナンスは当然必要ですが、通常使
GAIN DOWN
用状態での外乱光などによる変化に自動で対応でき
るリトあま。
メッがりす
照明補正機能による改善例
事 例 34 樹脂成型品汚れ検査（ワーク色むら補正）
平均化・メディアンフィルタの 解説
照明補正
使用フィルタ
平均化・メディアンフィルタはいずれも画像の平坦化を図り、ノ
イズ成分を除去する効果があります。 それぞれで重みづけが違
生画像（色むらA ワーク）
い、 用効果も異なってきますので、
適 対象に合わせた選択や組
み合わせを行なうことで効果的な画像改善がなされます。
照 度 変化 以 外にも、 一面の濃
均
淡 変化量を補正することにも使
用可能 です。 ただ 濃 淡 分布が 大
きく変化する面を補正すると逆
効果の場 合もありますので注 意
が必要です。
元画像 平均化 メディアン
照明補正フィルタ適用後画像
（色むらB ワーク）
生画像（色むらB ワーク）
フィルタの組み合わせ効果
特にざらついた表面
などではこれらの
A B A B
フィルタを組み合わ
せて使 用することで
効果が上がるケース
も ありま す。 記 は
右
適用前 適用後
「 平均 化 」 「 メディ
と
アン」 組 み合 わ せ
を
エッジ強度波形（イメージ）
効果と使用ポイント た際の代表例ですが
対象機種 A B
A B
ノイズ成分のキャン
樹脂成型品の汚れ検査を行ないます。 ロッ セルによりエッジ 計
トにより樹脂の色むらが発生し、 汚れとの 測をさらに安定させ 不安定なエッジ検出での繰り返し精度〈代表例〉
コントラストがとれないケースが発生しま ることができる有効
フィルタなし 6.27 画素
した。照明補正フィルタを使 用することで なテクニックです。
登 録した濃 度に補正した画 像に対して処 安定化
平均化＋メディアン 0.3 画素
理を行なうことができます。
事 例 35 事 例 36
不織布のエッジ位置計測安定化 印字品質検査（ノイズキャンセル）
平均化 メディアン
使用フィルタ 使用フィルタ
計測画像 フィルタ処理前画像
拡大画像
不織布の境界など、 エッジ 面
が均 一でない 場 合 の 繰り返
し精度アップには平均化フィ
ルタが有効です。
フィルタ処理後画像
ヒストグラム（平均化フィルタ適用） ヒストグラム（フィルタなし）
拡大画像
効果と使用ポイント
メディアンフィルタを使用することで、 細か
効果と使用ポイント 対象機種
対象機種 なノイズや小さな輝点をキャンセルするこ
不織布のエッジ位置計 測をしています。そ とができます。平均化フィルタと違い、 エッ
の際の繰り返し精度をトレンドグラフで確 ジ情報を保持したままノイズキャンセルが
認すると、フィルタなしの時と平均化フィル 行なえるのが特徴です。 印字は都度変化す
タ適用時では、 平均化フィルタをかけた時 るため、現在の入 力画 像と、 それに前処 理
のほうがエッジのノイズ成分がなまること をかけた画 像との差 分 処 理につなげるこ
で計測結果のばらつきが少なくなります。 とで品質検査が可能となります。
上記フィルタの
外観検査 位置決め 寸法 測定 有無・数量 文字検 査
活用度が高い代表用途
VISIA事業部 フリーダイヤル
0120-66-3000
この商品に関する
〒135-0091 東 京都港区台場 2-3-1トレードピアお台場 Tel 03 - 3570 - 0511 Fax 03 - 3570 - 0510 お問い合わせは
VS7-0108
www.keyence.co.jp/gazo 仕様は改良のため予告なく変更することがあります。
K2275F-0059-1
Copyright ⃝ 2 009 KEYENCE CORPOR ATION. All rights reserved.
C
4
多 彩な基 本 検 査ツール
全 17 種の豊富な検査ツール
クラス最 多
現 場の課題を解決するための検査ツールを豊富に用意 。あらゆるテーマに最適な検査方法で対応できます。また、
「検査モー では、
ド」 複数の検査ウィ ドウを設定でき、
ン 1回のトリガ入力で同時に複数の検査が可能です。
エリア ShapeTrax パターンサーチ トレンドエッジ幅 トレンドエッジ位置 エッジ位置 エッジ幅 エッジピッチ V-サーチ
エッジ数 エッジ角度 ペアエッジ 傷 ブロブ 濃淡検査 色検査 幾何
豊 富な前処理
クラス最 高
膨 張、収縮、
ソーベルなどの
フィルタの他に、カラー二値
化 やカラー濃 淡 処 理も前
処理として扱う とが可能で、
こ
合 計 15 種のフィルタをウィ
ンドウごとに設定が可能です。 元 画像 膨 張＋収縮 ソーベル エッジ抽出Ｘ
照 明補正機能
入力画像をあらかじめ登録
した画像の明るさに自動的
に補正します。照明劣化や
外 乱 光などの 影 響 による
誤 動 作を軽 減 することが
可能です。 元画像 照明補正OFF 照明補正ON
登録画像圧縮対応
NEW
設定ファイル内の登録画像を圧縮保存できます。これにより設定登録数が従来の約10倍となり本体メモリに最大
1000設定の登録が可能です。
条 件分岐機能
あるウィ ドウや演算の処理結果に応じて、
ン 検査を実行する しないを各ウィ ドウごとに設定できます。
・ ン 検査結果が
NGだった場合にのみ、 らに詳細な検査を行なう
さ といった柔軟な検査が簡単に実現できます。
■ その他の機能
コマンドメモリ エッジ検出領域機能 スケーリング機能 I/Oモニタ機能
外部入力およびコンソールによる エッジ位置や演算値にリアルタイ 画素数表示を視野の大きさに合 入出力信号の状態を設定中およ
運転中書き換え、演算での参照 ムで連動した領域（矩形、 を
円） わせた実寸表示にスケーリングで び運転中にモニタすることができ
が可能なメ を128個搭載。
モリ 作成できます。 きます。 ます。
画面キャプチャ機能 ファイル管理機能 個別 リガ、
ト フラッシュ対応 一括再テスト機能
任 意のタイミングで表 示 画 面を 本体メモリおよびメモリカー ドの 複数カメ ラ間での時間差撮像を 複数の保存画像に対して、一括
キャプチャしてビットマップ形式で ファイルコピーやフォーマットがパ 実現する個別 リ
ト ガ入力および個 して現在の設定を使用した再計
メ カー
モリ ドへ保存が可能です。 ソコンなしで行なえます。 別フ ッ ュ出力に対応 ていま 。
ラシ し す 測が可能です。
10
多 彩な基 本 検 査ツール
全 16 種の豊富な検査ツール
クラス最 多
現 場の課題を解決するための検査ツールを豊富に用意 。あらゆるテーマに最適な検査方法で対応できます。また、
「検査モー では、
ド」 複数の検査ウィ ドウを設定でき、
ン 1回のトリガ入力で同時に複数の検査が可能です。
エリア ShapeTrax パターンサーチ トレンドエッジ幅 トレンドエッジ位置 エッジ位置 エッジ幅 エッジピッチ
ペアエッジ 傷 ブロブ 濃淡検査 色検査 幾何
エッジ数 エッジ角度
豊 富な前処理
クラス最 高
膨張、収縮、
ソーベルなどの
フィルタの他に、カラー二値
化 やカラー濃 淡 処 理も前
処理として扱う とが可能で、
こ
合 計 14 種のフィルタをウィ
ンドウごとに設定が可能です。 元 画像 膨張＋収縮 ソーベル エッジ抽出Ｘ
照 明補正機能
入力画像をあらかじめ登録した画像の明るさに自動的に補正します。照明劣化や外乱光などの影響による誤動作を
軽減することが可能です。
元画像 照明補正OFF 照明補正ON
条 件分岐機能
あるウィ ドウや演算の処理結果に応じて、
ン 検査を実行する しないを各ウィ ドウごとに設定できます。
・ ン 検査結果が
ＮＧだった場合にのみ、 らに詳細な検査を行なう
さ といった柔軟な検査が簡単に実現できます。
その他の機能
コマンドメモリ 外部入力およびコンソールによる運転中書き換え、演算での参照が可能なメ を128個搭載。
モリ
エッジ検出領域機能 エッジ位置や演算値にリアルタイムで連動した領域（矩形、 を作成できます。
円）
スケーリング機能 画素数表示を視野の大きさに合わせた実寸表示にスケー ングできます。
リ
I/Oモニタ機能 入出力信号の状態を設定中および運転中にモニタすることができます。
画面キャプチャ機能 任意のタイ ングで表示画面をキャプチャ
ミ してビ トマッ
ッ プ形式でメ カー
モリ ドへ保存が可能です。
ファイル管理機能 本体メモリ及びメ カー
モリ ドのファイルコピーやフォーマットがパソコンなしで行なえます。
個別トリガ、
フラッシュ対応 複数カメラ間での時間差撮像を実現する個別 リ
ト ガ入力および個別フラ シュ出力に対応しています。
ッ
一括再テスト機能 複数の保存画像に対して、一括して現在の設定を使用した再計測が可能です。
10 www.cv3000.com
技術指南 / Technical Guide / − Vol. 3 画像センサ編
目次 P.8
■ 画像処理と ？
は P.4 画像処理の原理
P.11
画像処理の基礎 P.5 生産現場用 英語/中国語 会話例
画像処理とは？ / What is image processing? /
■
Image processing converts a target
CCDカメラでと えた対象物の画像をデジタ
ら
image captured by a CCD camera into a
ル信号に変換し、 種々の演算処理を行な こ
う
digital signal and then performs various
とで、対象物の面積、 長さ、個数、位置などの
arithmetic operations on the signal to
特徴を抽出し、 設定された基準を もとに判定
extract the characteristics of the target,
結果を出力する ものです。
such as area, length, quantity and
position. Finally, a differentiation result is
output based on preset tolerance limits.
画像処理フローチャー / Flow chart of image processing /
ト
画像装置
カラ
メ Image differentiation unit (controller)
Camera ビデオ信号
光
Video signal
Illumination
前処理 特徴抽出 判定 出力
・ データ出力
Preprocessing Differentiation
Extraction of
Output
characteristics
対象物
Target • 照明補正 •エリアセンサ （面積） • 公差設定
照明 Tolerance setting
Area sensor (Area)
Brightness/darkness
Light adjustment
• パターンマ チングッ （形状） など • 論理演算
•２値化 Pattern matching (Shape) Logic operation
Binary conversion
• 数値演算
• ポイ トセンサ
ン （ON/OFF）
Numerical operation
• 設置位置補正 Point sensor (ON/OFF)
Position adjustment
• ライ ンセンサ （長さ、 量）
Line sensor (Length, Quantity)
KEYENCE PRODUCTS
超高速デジ タル画像センサ LED照明装置
CA-D
High-speed digital machine vision system LED Illumination Units
ダイ ト
レク リング方式 ローアングル方式 バー方式
Direct-ring type Low-angle type Bar type
CA-DR CA-DL CA-DB
CV-5000
ドーム方式 バッ クライ ト方式 同軸落射方式
Dome type Backlight type Coaxial vertical type
CA-DX
CA-DD CA-DS
4
翻訳キーワード集
