2. Camera |
|
|
±¸¼º |
|
À§ÀÇ ±×¸²Àº CCD CameraÀÇ
ÀϹÝÀû ±¸¼ºÀ» ³ªÅ¸³»°í ÀÖ´Ù. |
Machine Vision¿¡¼
»ç¿ëµÇ´Â Áß¿äÇÑ ¿ä¼Ò ÁßÀÇ ÇϳªÀÎ Camera´Â
Image¸¦ ÃÔ»óÇÏ´Â ºÎºÐ(Image Acquisition
Unit)°ú Video SignalÀ» Ãâ·Â(Image Output
Unit)ÇÏ´Â µÎ °¡Áö ºÎºÐÀ¸·Î ³ª´ ¼ö ÀÖ´Ù.
Image Acquisition UnitÀº ÃÖ±Ù¿¡´Â Ư¼öÇÑ
¿ëµµ(Anti-Radiation) ¿Ü¿¡´Â »ç¿ëÇÏÁö ¾Ê´Â
Pick-up Tube³ª CCD ¼ÒÀÚ·Î ±¸¼ºµÈ´Ù. Image
Output UnitÀº Machine Vision¿¡¼ Á÷Á¢ »ç¿ëµÇ´Â
Video SignalÀ» ¸¸µé¾î ÁÖ´Â ºÎºÐÀ¸·Î Ç¥ÁØ(Standard)
CameraÀÇ °æ¿ì ±¹Á¦ Ç¥ÁØ ±Ô°Ý(CCIR:Comite
Consultatif International des Radio communications
or EIA:Electronics Industries Association)
Áß Çϳª¿¡ ¸ÂÃç Ãâ·ÂÇÑ´Ù |
ÀϹÝÀûÀ¸·Î Digital(RS-422)
Video SignalÀ» Ãâ·ÂÇÏ´Â ºñÇ¥ÁØ(Non-Standard)
CameraÀÇ °æ¿ì´Â °¢ Camera Maker º°·Î Ư¼öÇÑ
FormatÀ» °®´Â´Ù. ¹°·Ð ÀÌ·¯ÇÑ Non-Standard
SignalÀº ±â´ÉÀûÀÎ ¸é¿¡¼ Standard Signal¿¡
ºñÇØ ¿ì¼öÇÑ ¸î °¡ÁöÀÇ Æ¯¼ºÀÌ ÀÖÁö¸¸ ¼º´É
´ëºñ °¡°ÝÀûÀÎ ¸é¿¡¼ Standard CameraÀÇ ÀåÁ¡ÀÌ
Àֱ⠶§¹®¿¡ ¿ÏÀüÈ÷ ´ëüÇϱâ´Â Èûµé´Ù |
Áß¿äÇÑ Non-Standard
CameraÀÇ Çϳª·Î´Â ÇÇ ½ÇÇèüÀÇ ½ÇÁ¦ ÀڷḦProcessingºÎ·Î
Àü´ÞÇϱâ À§ÇÏ¿© CCD ¼ÒÀÚ¿ë Camera ³»ºÎ ClockÀ»
Ãâ·ÂÇÏ¿© ÁÖ´Â Pixel Clock Output ±â´ÉÀ»
Á¦°øÇÏ´Â Camera°¡ ÀÖ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ Pixel Clock
Output ±â´ÉÀº ³ôÀº Accuracy¸¦ ¿ä±¸ÇÏ´Â Application¿¡¼
ÇÊ¿äÇÏ´Ù |
´Ù¸¥ Çϳª´Â ¿òÁ÷ÀÌ´Â
¹°Ã¼ÀÇ ÀÔ·ÂÀ» ¿ëÀÌÇÏ°Ô Çϱâ À§ÇÏ¿©
°í¾ÈµÈ Trigger Input ±â´ÉÀ» °®°í ÀÖ´Â Camera¸¦
µé ¼ö ÀÖ´Ù. ÀÌ´Â ºÒ±ÔÄ¢ÇÏ°Ô µé¾î¿À´Â ÇÇ
½ÇÇèü¸¦ Sensorµî°ú ¿¬°èÇÏ¿© ÇÊ¿äÇÑ À§Ä¡¿¡¼
Á¤È®ÇÏ°Ô ÃÔ»óÇÒ ¼ö ÀÖ°Ô ÇØÁØ´Ù. |
|
|
|
Image Acquisition |
|
PixelÀ̶ó ºÒ¸®´Â °³º°ÀÇ
ºû¿¡ °¨ÀÀÇÏ´Â sensorµé·Î ÀÌ·ç¾îÁø CCD(Charge
Coupled Device) ChipÀ» »ç¿ëÇÏ´Â ¿µ»óÀÔ·ÂÀåÄ¡(Image
Acquisition Unit)°¡ ÁÖ·ù¸¦ ÀÌ·ç¸ç ÀÌ´Â ¿¹ÀüÀÇ
Tube Type¿¡ ºñÇÏ¿© ÀÛ°í, °¡º¿ì¸ç, ºü¸£°Ô
¹ÝÀÀÇÏ°í, ³ªÀº ¼±Çü¼º(linearity)À» °®°í
ÀÖÀ» »Ó¸¸ ¾Æ´Ï¶ó ±â°èÀûÀÎ Ãæ°Ý, ÀÚ±âÀåÀ̳ª
±¤ÇÐÀû º¯È¿¡µµ °ÇÏ´Ù. ¶ÇÇÑ ³ôÀº »ý»ê¼ºÀ¸·Î
´ë·®»ý»êÀÌ °¡´ÉÇؼ ³·Àº °¡°ÝÀ» À¯ÁöÇÒ ¼ö
ÀÖ´Ù. |
CCD´Â ºû(wavelength
400nm - 1000nm)À» ºÎÇÏ(charge)·Î º¯È½ÃÅ°°í
Àд ÁÖ±âÀÏ ¶§ Voltage·Î ¹Ù²î¾î Ãâ·ÂÇÏ°Ô
µÈ´Ù. 2°³ÀÇ ±¤ÀÚ(photon)´Â 1°³ÀÇ ÀüÀÚ(electron)¸¦
¹ß»ý½ÃÅ°¸ç 50,000°³ÀÇ ÀüÀÚ°¡ 1V·Î Ãâ·ÂµÈ´Ù.
¶ÇÇÑ ¿Âµµ¿¡ ÀÇÇؼµµ ÀüÀÚ´Â »ý¼ºµÇ¸ç(Dark
Current) ÀÌ°ÍÀº ºÒÇÊ¿äÇÑ NoiseÀÇ ¿øÀÎÀÌ
µÈ´Ù. ºûÀÌ ¾ø´Â »óŶó Çصµ Dark Current¿¡
ÀÇÇØ ÀÏ¹Ý ¿Âµµ(room temperature)¿¡¼ 1ºÐ
Á¤µµ¸¸ °æ°úÇϸé CCD´Â Æ÷È »óÅ°¡ µÈ´Ù.
Dark Current´Â 7Kelvin(Àý´ë¿Âµµ ´ÜÀ§)¸¶´Ù
¹è°¡µÇ±â ¶§¹®¿¡ CCD ¼ÒÀÚÀÇ ¿Âµµ¿¡ µû¸¥ NoiseÀÇ
¹ß»ý·®Àº ¾öû³ª´Ù. |
À§ÀÇ ÀÌÀ¯·Î ³ë±¤½Ã°£(Exposure
Time)ÀÌ Camera¿¡ ÀÖ¾î ¸Å¿ì Áß¿äÇÑ ¿ä¼Ò°¡
µÈ´Ù. ´ëÇ¥ÀûÀÎ Exposure TimeÀ» Á¦¾îÇÏ´Â
¹æ¹ýÀ¸·Î´Â ÀÏ¹Ý »çÁø±â¿¡ Àû¿ëµÇ´Â ±â°èÀû
Shutter¸¦ µé ¼ö ÀÖÁö¸¸ ´ÙÇàÈ÷µµ CCD ¼ÒÀÚ¿¡¼´Â
¿ì¸®°¡ electronic Shutter¶ó ºÎ¸£´Â, ÀüÀÚȸ·Î·Î
exposure TimeÀ» Á¦¾îÇÒ ¼ö ÀÖ´Â ±â´ÉÀ» °¡Áö°í
ÀÖ´Ù.(Exposure TimeÀº Á¾Á¾ Integration TimeÀ¸·Î
ºÒ¸°´Ù). ´ëºÎºÐÀÇ CCD Camera´Â ¼öµ¿½Ä(Manual)°ú
ÀÚµ¿½Ä(Automatic)ÀÇ µÎ°¡Áö ¹æ¹ýÀ¸·Î Exposure
TimeÀ» Á¦¾îÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. ¿ì¸®°¡ Shutter Speed¶ó
ºÎ¸£´Â Manual Type ControlÀº º¸Åë 1/50sºÎÅÍ
1/10000s±îÁö 8´Ü°è ȤÀº 15´Ü°è·Î ±¸ºÐµÇ¾î
ÀÖÀ¸¸ç, Automatic TypeÀº µé¾î¿À´Â ºûÀÇ ¾çÀ»
½º½º·Î °¨ÁöÇÏ¿© Camera¿¡¼ ÀÚµ¿ÀûÀ¸·Î ½Ã°£À»
Á¦¾îÇÏ´Â °ÍÀ» ¸»ÇÑ´Ù |
Standard Camera¿¡
ÀÖ¾î EIAÀÇ °æ¿ì´Â 1/60sÀ̸ç CCIRÀÇ °æ¿ì´Â
1/50sÀÌ´Ù. Camera¿¡ µé¾î¿À´Â ºûÀÇ ¾çÀÌ À§ÀÇ
Exposure Time(1/60s or 1/50s)¸¸À¸·Î ÃæºÐÇÏÁö
¾Ê´Ù¸é ¿ì¸®´Â Gain ControlÀ» »ç¿ëÇØ¾ß ÇÑ´Ù.
´ëºÎºÐÀÇ Camera´Â Manual Gain°ú Automatic
Gain ControlÀÌ ÁغñµÇ¾î ÀÖ´Ù. |
´ÙÀ½À¸·Î Áß¿äÇÑ ¿ä¼Ò·Î´Â
CCD¼ÒÀÚÀÇ ÇØ»óµµ(Resolution)¸¦ µé ¼ö ÀÖ´Ù.
ÃÖ±Ù Machine Vision¿¡¼ ¸¹ÀÌ »ç¿ëµÇ´Â °íÇØ»ó
Camera´Â ¼öÆòÀ¸·Î 768, ¼öÁ÷À¸·Î 494 Pixels
Á¤µµÀ̸ç (CCIR 756x561), ÀÌ´Â À¯È¿È¼Ò·Î
CCD ÀÚü´Â ¿ì¸®°¡ Optical Darkness¶ó ºÎ¸£´Â
Á»´õ ¸¹Àº PixelÀ» Æ÷ÇÔÇÏ°í ÀÖ´Ù |
¶ÇÇÑ CCD ¼ÒÀÚÀÇ ½ÇÁ¦
»ç¿ëµÇ´Â ¿µ¿ªÀÇ Å©±âµµ ÇϳªÀÇ ¿ä¼Ò°¡ µÈ´Ù.
ÀÌ´Â Tube ½ÃÀýºÎÅÍ LensµîÀ» °áÁ¤Çϴµ¥ »ç¿ëµÇ¾ú´Ù.
ÁÖÆļöº° ÀÀ´ä Ư¼ºµµ »©³õÀ» ¼ö ¾ø´Â Áß¿äÇÑ
¿ä¼ÒÀÇ Çϳª·Î ÁÁÀº Camera Àϼö·Ï Àû¿Ü¼±
Filter (Infrared Cut Filter)µîÀ» »ç¿ëÇÏ¿©
°¡½ÃÆÄÀå(400nm-700nm)¿¡¼¸¸ ±ÕÀÏÇÏ°Ô ÀÀ´äÇÏ´Â
Ư¼ºÀ» Áö´Ï°í ÀÖ´Ù. ¹°·Ð °æ¿ì¿¡ µû¶ó¼´Â
Near Infrared(±ÙÀû¿Ü¼±) ´ë¿ªÀ» ÇÊ¿ä·Î Çϸç
À̸¦ À§Çؼ 750nm¿¡¼ ¿ì¼öÇÑ ÀÀ´ä Ư¼ºÀ»
Áö´Ñ ¼ÒÀÚµµ ÀÖÀ¸¸ç ±×·¸°Ô ºñ½ÎÁö ¾ÊÀº °¡°Ý¿¡
±¸ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. ÇÏÁö¸¸ Àڿܼ±(Ultraviolet)À̳ª
¿øÀû¿Ü¼±(Far Infrared)À» À§ÇÑ Standard CCD´Â
¾ø´Ù. UVÀÇ °æ¿ì´Â Ư¼öÇÑ CCD°¡ °ø±ÞµÇ°í
ÀÖÀ¸¸ç IRÀÇ °æ¿ì´Â ¿ÏÀüÈ÷ ´Ù¸¥ ±â¼ú(Non-Contact
Thermometer)À» »ç¿ëÇØ¾ß ÇÏ¸ç ¹°·Ð ºñ½Î´Ù. |
CCD Chip ÀÚü´Â
Color¿¡ µû¶ó ÀÀ´äÇϴ Ư¼ºÀÌ ¾øÀ¸¹Ç·Î Color
Camera´Â ºûÀ» Filter¿Í PrismÀ» ÀÌ¿ëÇÏ¿©
Àû³ìû(Red, Green, Blue)ÀÇ »ï¿ä¼Ò·Î ºÐ¸®ÇÑ´Ù.
Color Camera´Â º¸Åë ¾Æ·¡ÀÇ µÎ °¡Áö ¹æ¹ý
Áß ÇϳªÀÇ ¹æ¹ýÀ» »ç¿ëÇÏ¿© Color¸¦ ±¸ºÐÇÑ´Ù.
Çϳª´Â ÈçÈ÷ ¿ì¸®°¡ 3CCD Camera¶ó ºÎ¸£´Â
°ÍÀ¸·Î ¸ÕÀú PrismÀ¸·Î ºûÀ» ºÐ¸®ÇÏ¿© °¢ color(Red,
Green, Blue)º° Filter¸¦ ÅëÇØ °¢°¢ÀÇ CCD·Î
Àΰ¡ÇÏ´Â °ÍÀ¸·Î, 3°³ÀÇ Monochrome Camera¿Í
Filter, Prism ±×¸®°í DSP¸¦ »ç¿ëÇÏ¿© ColorÈÇÏ´Â
°ÍÀ̶ó ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. ÀÌ°ÍÀº ³ôÀº ÇØ»óµµ(High
Resolution, High Color Quality)¸¦ ÀÚ¶ûÇÏÁö¸¸
Ư¼öÇÑ(Non 'C' mount) Lens¸¦ »ç¿ëÇؾßÇÏ°í
°¡°Ýµµ ºñ½Î´Ù. ´Ù¸¥ Çϳª´Â ÇϳªÀÇ CCD¿¡
ÇϳªÀÇ Filter¸¦ »ç¿ëÇÑ´Ù. Mosaic Filter¶ó°í
ºÎ¸£´Â ÀÌ Color Filter´Â CCDÀÇ °¢ Pixel¿¡
1:1·Î ¼³°èµÇ¾î »ç¶÷ÀÇ ´«¿¡ ÀÖ´Â »ö ¼¼Æ÷¿Í
À¯»çÇÑ ÇüÅÂ¶ó º¼ ¼ö ÀÖ´Ù. ÀÌ Camera´Â À§ÀÇ
3CCD Camera¿¡ ºñÇØ °¡°ÝÀº ³·Àº ÆíÀÌÁö¸¸
Çػ󵵴 ³ª»Ú´Ù(Low Resolution) |
¾ÆÁÖ °íÇØ»óÀÇ Image
Quality¸¦ ¿ä±¸ÇÏ´Â ApplicationÀ» À§ÇÑ °íÇØ»óµµ
CCD Array Camera°¡ ÀÖÁö¸¸ ¾ÆÁÖ ºñ½Î±â ¶§¹®¿¡
¿ì¸®°¡ ÈçÈ÷ Line Scan Camera¶ó ºÎ¸£´Â 1Â÷¿ø(Linear)
Sensor Array¸¦ ÀÀ¿ëÇÏ¿© »ç¿ëÇÏ´Â °æ¿ì°¡
¸¹´Ù. ÀÌÀÇ ¿¹·Î´Â ÃÖ±Ù¿¡ ¹®¼ ¹× ±×¸²ÀÇ
ÀÔ·Â ÀåÄ¡·Î ¸¹ÀÌ »ç¿ëµÇ´Â °íÇØ»óµµ Scanner¸¦
µé ¼ö ÀÖ´Ù |
ÈçÈ÷ 1Â÷¿ø(Sound,
Acoustic)¿¡¼ »ç¿ëÇÏ´Â Çػ󵵴 Sampling
Á¤ÀÇ(Nyquist Frequency ÀÇ 2¹è ÀÌ»óÀ¸·Î SamplingÇؾßÇÔ)¿¡
ÀÔ°¢ÇÑ ÃÖ´ë Sampling Rate¸¦ ±âÁØÀ¸·Î ÇÒ
¼ö ÀÖÁö¸¸ ¿ì¸®°¡ ÈçÈ÷ CCD Chip»ó¿¡ ÀÖ´Â
¼öÆò, ¼öÁ÷ SensorÀÇ ¼ö·Î Camera ÇØ»óµµ(Resolution)¸¦
Ç¥½ÃÇÏ´Â 2Â÷¿ø(Image)ÀÇ °æ¿ì´Â CCD ChipÀÌ
SamplingÀ» ´ã´çÇÏ´Â DeviceÀ̹ǷΠ1Â÷¿øÀÇ
°æ¿ì¿Í °°ÀÌ ¼³¸íÇÒ ¼ö ¾ø´Ù. ¿ÀÈ÷·Á Processing
Speed°¡ ºü¸¥ ÃÖ±Ù¿¡´Â ÁÖº¯ÀÇ Sensor¿¡ ChargeµÈ
°ªÀ» Âü°íÇÏ´Â Sub-Pixel °³³äÀ» µµÀÔÇÏ¿©
Çػ󵵸¦ ³ôÀÏ ¼ö ÀÖ´Ù. ÇÏÁö¸¸ ÀÌ·¯ÇÑ Sub-Pixel
±â¼úÀº CCD Chip Sensor¿Í Image Memory°¡
1:1·Î Á¤È®ÇÏ°Ô ÀÏÄ¡ÇÒ ¶§(CameraÀÇ Pixel
Clock°ú GrabberÀÇ A/D ClockÀÌ µ¿±â µÉ ¶§)¿¡
±× Á¤¹Ðµµ¸¦ ÀÎÁ¤ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù.(¹°·Ð ±×·¸Áö
¾ÊÀº °æ¿ì¿¡µµ »ó´çÇÑ È¿°ú°¡ ÀÖ´Ù.) |
|
|
|
Output Unit |
|
CameraÀÇ Output
UnitÀº AcquisitionµÈ ¿µ»óÀ» Image Processing
Device¿¡ Á¤È®È÷ Àü´ÞÇÏ¿©¾ß ÇÑ´Ù. Ç¥ÁØ Camera¿¡
À־ Àü¼úÇÑ¹Ù¿Í °°ÀÌ ±¹Á¦Àû Ç¥ÁØÀÎ EIA(RS-170)
ȤÀº CCIR¿¡ ±â¼úµÈ »ç¾ç¿¡ ÁØÇÑ Video SignalÀ»
Ãâ·ÂÇÏ¿©¾ß ÇÑ´Ù. Color¿¡ À־ EIA¿¡¼´Â
NTSC(RS-170a)¸¦ CCIR¿¡¼´Â PAL°ú SECAMÀ»
Ç¥ÁØÀ¸·Î ÇÑ´Ù |
±¸½Ã´ëÀÇ Tube Camera¿Í
TV ScreenÀÇ Flicker¸¦ ¹æÁöÇϱâ À§ÇØ Interlacing
¹æ¹ýÀ» ±âÁØÀ¸·Î Á¦Á¤µÈ ÀÌ·¯ÇÑ StandardµéÀº
Odd Line°ú Even LineÀ» ¹ø°¥¾Æ Ãâ·ÂÇϹǷÎ
¿Ï¼ºµÈ ÇÑ FrameÀÇ Data¸¦ ¿ä±¸ÇÏ´Â Image
Processing ºÐ¾ß¿¡¼´Â ¹®Á¦°¡ µÈ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ
Odd¿Í Even FieldÀ» ÇÕÇÑ ÇÑ È¸é(Full Frame)À»
¿Ï¼ºÇϱâ À§Çؼ´Â EIAÀÇ °æ¿ì´Â 525 Line(Visible
485)¿¡ 1/30ÃÊ CCIRÀº 625 Line(Visible 575)¿¡
1/25ÃÊ°¡ ¼Ò¿äµÈ´Ù |
1 LineÀ» Display
ÇÑ ÈÄ ´ÙÀ½ LineÀÇ ½ÃÀÛÁ¡À¸·Î ȸ±â(Retrace)ÇÏ´Â
µ¿¾È LineÀÇ ½ÃÀÛÀ» ¾Ë¸®´Â H-Sync¿Í ÀÌ Sync
Pulse ÀüÈÄ¿¡ Black LevelÀ» Ç¥½ÃÇÏ´Â Front
Porch¿Í Back Porch°¡ Æ÷ÇÔ µÈ´Ù. V-Sync´Â
FieldÀÇ ½ÃÀÛÀ» ¾Ë¸®¸ç ÀÌ´Â Frame´ç EIA 40
Pulse CCIR 50 Pulse·Î ±¸¼ºµÈ´Ù. Áï Àü¼úÇÑ
¹Ù¿Í °°ÀÌ À¯¿ëÇÑ LineÀº EIA 485 Line, CCIR
575 LineÀÌ µÈ´Ù |
Ç¥ÁØ Video SignalÀÇ
°æ¿ì ¹Ù·Î À§¿¡¼ ¼³¸íÇÑ H-Sync¿Í V-Sync¿¡
ÀÇÇØ µ¿±âÈ µÈ´Ù. ÇÏÁö¸¸ PixelÀÇ °æ¿ì´Â
EIA, CCIR °øÈ÷ È¸é ºñÀ²ÀÌ 4:3À̹ǷΠEIA
647(=485*4/3)Pixel, CCIR 767(=575*4/3)Pixel·Î
±¸¼ºµÇ°í ÀÌ·¯ÇÑ Pixelµé·ÎºÎÅÍ Data¸¦ ¹Þ±â
À§Çؼ´Â EIA 12.3MHz, CCIR 14.75MHzÀÇ ClockÀ»
»ç¿ëÇÏ¿©¾ß Çϸç À̸¦ Pixel ClockÀ̶ó ºÎ¸¥´Ù. |
Television¿¡¼ÀÇ ¼öÆò
Çػ󵵴 ÇѽÖÀÇ Èæ¹é lineÀ» ¾ó¸¶³ª Á¤È®ÇÏ°Ô
±¸ºÐÇϳª·Î Æò°¡ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. Áï ÃÖ°í ÇØ»óµµÀÇ
EIA Camera¶ó¸é 323.5(CCIR:383.5)½ÖÀÇ ¼öÁ÷¼±ÀÌ
°¢°¢ ÃÖ°íÀÇ Scale °ª°ú ÃÖ¼ÒÀÇ Scale °ªÀ»
°®¾Æ¾ß ÇÑ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ »ç°¢ÆÄÇüÀ̶ó Çصµ ¿ì¸®´«ÀÇ
½Ã°¢°è´Â À̸¦ Á¤ÇöÆÄÇüÀ¸·Î ÀνÄÇÒ ¼ö ÀÖ±â
¶§¹®¿¡ À̸¦ ÃÖ°í Çػ󵵶ó ÇÒ ¼ö ÀÖÀ¸¸ç ÀÌ´Â
6.15(CCIR:7.375)MHzÀÇ ÁÖÆļö¸¦ °®´Â´Ù. µû¶ó¼
¸ðµç Video ComponentµéÀº 6.15 ~ 7.375MHzÀÇ
Band Width¸¦ °®¾Æ¾ßÇÏÁö¸¸ Standard´Â ³·Àº
Band Widthµµ Çã¿ëÇϱ⠶§¹®¿¡ ÀϹÝÀûÀ¸·Î
À§ÀÇ ¿¹º¸´Ù ³·Àº Çػ󵵸¦ °®´Â´Ù. Camera³ª
MonitorÀÇ Quality´Â ÈçÈ÷ TV lines(TV º»)·Î
ºÒ¸®´Â ¸î °³ÀÇ ¼öÁ÷¼±À» ±¸ºÐÇÏ¿© ÀÔ·ÂÇÏ°í
Ç¥½ÃÇÒ ¼ö ÀÖ³ª¸¦ °¡Áö°í Ç¥½ÃÇÑ´Ù. ¸¹ÀÌ »ç¿ëµÇ´Â
°¨½Ã CameraÀÇ °æ¿ì´Â º¸Åë 300º»(TV Lines)À̸ç
°íÇØ»ó CameraÀÇ °æ¿ì´Â 550º» ȤÀº ±× ÀÌ»óÀÌ´Ù.
ÇÏÁö¸¸ ÀÌ·¯ÇÑ ¼ýÀÚ´Â °ø°ø±â°ü¿¡¼ °ËÁõµÈ
°ÍÀÌ ¾Æ´Ï¹Ç·Î °¡²û 600º»À̶ó°í °úÀå ±¤°íµÇ´Â
Á¦Ç°ÀÌ 550º»º¸´Ù ´õ ³ª»Û °æ¿ìµµ ÀÖ´Ù. |
ƯÁ¤ ¿µ¿ªÀÇ Scale°ªÀ»
°Á¶ÇÒ ¼ö ÀÖ´Â ±â´ÉÀ» Gamma CorrectionÀ̶ó
ºÎ¸£¸ç ÀÌ´Â Tube ScreenÀÇ ºñ¼±Çü(Non-Linear)
Ư¼º¿¡¼ ¿Ô´Ù. °¨½Ã CameraÀÇ °æ¿ì´Â Áß°£
LevelÀÇ °ªÀÌ °Á¶µÇ´Â Gamma 0.45¸¦ ¸¹ÀÌ
»ç¿ëÇϸç À̺¸´Ù ´õ °Á¶µÇ´Â 0.25¸¦ ¾²´Â
Cameraµµ ÀÖ´Ù. ÇÏÁö¸¸ Machine Vision¿¡¼´Â
Linear(¼±Çü)ÇÑ Æ¯¼ºÀÇ Gamma 1À» ¼±È£Çϸç
Sub Pixel AlgorithmÀº ÀÌ·¯ÇÑ Æ¯¼º¿¡ ±âÀÎÇÏ¿©
¸¸µé¾îÁø´Ù |
¼±µÎ¿¡ ¸»ÇÑ
¹Ù¿Í °°ÀÌ ÀüÀÚ(electronic) shutter´Â CCD
chipÀÇ ³ë±¤½Ã°£(Exposure Time)À» Á¶ÀýÇϴµ¥
»ç¿ëµÈ´Ù. ¸¸¾à¿¡ ´ë»ó¹°Ã¼¿¡ ºûÀ» ¸¹ÀÌ Åõ»çÇÒ
¼ö ¾ø´Ù¸é Shutter Speed¸¦ ´ÊÃß¾î¾ßÇÒ °ÍÀÌ´Ù.
Standard¿¡¼´Â ÃÖ¼Ò Shutter Speed°¡ EIAÀÇ
°æ¿ì 1/60Sec(CCIR:1/50Sec)ÀÌ´Ù. ´ë»ó¹°Ã¼°¡
¿òÁ÷ÀÌ°í ÀÖ´Ù¸é Shutter Speed´Â »¡¶óÁ®¾ß
ÇÏÁö¸¸ ÀÌ·² °æ¿ì Video signalÀÌ ¾àÇÏ¿© Data°¡
Á¦´ë·Î Àü´ÞµÇÁö ¸øÇÏ´Â °æ¿ì°¡ ÀÖ´Ù. ÀÌ·²
¶§ GainÀ» »ç¿ëÇÏ¿© Video signalÀ» ÁõÆø(Amplitude)ÇÒ
¼ö ÀÖ´Ù. º¸Åë Àå½Ã°£ ³ë±¤(Long Time Exposure)À»
»ç¿ëÇϱâ Èûµç °æ¿ì¿¡ ÃÖ´ë 1:10 ȤÀº 1:20À¸·Î
ÁõÆøÇÑ´Ù. Gain Control¿¡´Â ÀÚµ¿À¸·Î 1Vpp·Î
ÁõÆøÇÏ´Â Automatic Gain Control(AGC)°ú Switch·Î
Á¶ÀýÇÏ´Â Manual Gain Control(MGC)ÀÌ ÀÖÀ¸¸ç,
°¨½Ã CameraÀÇ °æ¿ì´Â AGC¸¦ ¼±È£ÇÏÁö¸¸ Machine
Vision¿¡¼´Â NoiseµîÀ» ¿°·ÁÇÏ¿© Video SignalÀÇ
Gain º¸´Ù´Â ¿ÀÈ÷·Á Á¶¸íÀåÄ¡¸¦ È°¿ëÇÏ¿© ºûÀÇ
¾çÀ» Á¶ÀýÇÑ´Ù |
¸î °³ÀÇ ÀÔ·Â ÀåÄ¡(Camera)·ÎºÎÅÍ
SignalÀ» ÀÔ·ÂÇÒ ¶§ ÇÑ Camera¿¡¼ ´ÙÀ½ Camera·Î
ÀԷ¿øÀ» ¹Ù²Ù¸é ¼ö Frame TimeÀÇ ¾ÈÁ¤È ½Ã°£À»
ÇÊ¿ä·Î ÇÑ´Ù. ¹°·Ð ÀÌ·¯ÇÑ ½Ã°£Àº Application¿¡
µû¶ó ¹®Á¦°¡ µÉ ¼öµµ ÀÖ°í ±×·¸Áö ¾ÊÀ» ¼öµµ
ÀÖ´Ù. ´ÙÇàÈ÷µµ ´ëºÎºÐÀÇ Machine Vision¿ë
Camera´Â ¿ÜºÎµ¿±â¸¦ ¹ÞÀ» ¼ö ÀÖ°Ô ¼³°èµÇ¾î
ÀÖÀ¸¸ç À̸¦ ÀûÀýÈ÷ È°¿ëÇÏ¿© À§ÀÇ ºÒÇÊ¿äÇÑ
½Ã°£À» Á¦°ÅÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. Genlock(External
Synchronization)Àº ´ÙÀ½ÀÇ 3°¡Áö ¹æ¹ýÀ» »ç¿ëÇÒ
¼ö ÀÖ´Ù. |
1 |
óÀ½ CameraÀÇ Sync
Ãâ·ÂÀ» ´ÙÀ½ Camera·Î, ±× CameraÀÇ Ãâ·ÂÀ»
´ÙÀ½ Camera·Î ¿¬°áÇÏ´Â °ÍÀÌ´Ù. ÇÏÁö¸¸ ÃÖÃÊÀÇ
Camera¿Í ÃÖÈÄÀÇ Camera »çÀÌ¿¡´Â »ó´çÇÑ Áö¿¬½Ã°£(Delay
Time)ÀÌ »óÁ¸ÇÏ°í ÀÖ¾î À§ÇèÇÑ ¹æ¹ýÀÌ´Ù.
|
2 |
Video Sync Generator·ÎºÎÅÍ
°¢°¢ÀÇ camera¸¦ º´·Ä·Î ¿¬°áÇÑ´Ù |
3 |
Sync GeneratorÀÇ TTL
Ãâ·ÂÀ» °¢ CameraÀÇ Sync ÀÔ·Â ´Ü¿¡ º´·Ä·Î
¿¬°áÇÑ´Ù. º¸Åë °í±ÞÀÇ Frame Grabber¿¡´Â
Sync Ãâ·Â ±â´ÉÀÌ ÀÖÀ¸¸ç À̸¦ ¸¹ÀÌ È°¿ëÇÑ´Ù. |
Color
SignalÀÇ Ãâ·ÂÀº º¸Åë Composite, Y/C, RGBÀÇ 3°¡Áö ¹æ¹ýÀÌ
ÀÖ´Ù. Composite SignalÀº Standard Luminance(brightness)
Signal(RS-170 or CCIR)¿¡ Chrominance(Color) SignalÀ»
½ÇÀº ÇüÅ·ΠÃâ·ÂÇÏ´Â °ÍÀ¸·Î NTSC, PAL, SECAMÀÇ ±Ô°ÝÀÌ
ÀÖ´Ù. ÇÏÁö¸¸ ÀÌ·¸°Ô µÎ °¡ÁöÀÇ signalÀ» Çϳª·Î ÇÕÇÏ¿©
Ãâ·ÂÇÏ´Â °ÍÀº ¼·ÎÀÇ °£¼·¿¡ ÀÇÇÏ¿© ºÒ¿ÏÀüÇÑ Image¸¦
Ãâ·ÂÇÏ´Â ¿øÀÎÀÌ µÉ ¼ö ÀÖ´Ù. µû¶ó¼ Luminance¿Í Chrominance
Ãâ·ÂÀ» ºÐ¸®ÇÑ Y/C Ãâ·ÂÀº Composite¿¡ ºñÇÏ¿© ÁÁÀº ¹æ¹ýÀ̸ç
Àú°¡ÀÇ Frame Grabber¿¡¼µµ Áö¿øÇϹǷΠ°¡°Ý ´ë ¼º´É ºñ°¡
»ó´ëÀûÀ¸·Î ÁÁ´Ù°í ÇÏ°Ú´Ù. ÇÏÁö¸¸ °¡Àå ÁÁÀº ¹æ¹ýÀº »ï¿ø»öÀÇ
Ãâ·ÂÀ» Brightness ÇüÅ·ΠÃâ·ÂÇÏ´Â RGB SignalÀÌ´Ù. 3CCD
CameraÀÇ °æ¿ì´Â High Quality 1CCD Camera¿Í °°ÀÌ °¡Àå
ÁÁÀº »óŸ¦ À¯ÁöÇÏ´Â RGB Out putÀ» ±âº»ÀûÀ¸·Î °®À¸¸ç,
»ó´ëÀûÀ¸·Î °¡°ÝÀÌ Àú·ÅÇÑ CameraÀÇ °æ¿ì´Â Y/C¿Í Composite¸¦
Àú°¡ÀÇ CameraÀÇ °æ¿ì´Â Composite ´ÜÀÏ Ãâ·ÂÀ» °®´Â´Ù |
|
|
Pixel Clock |
|
¾Õ¼ ¼³¸íÇÑ ¹Ù¿Í °°ÀÌ Standard
Video signal¿¡¼´Â H-Sync¿Í V-Sync¸¸À» °¡Áö°í µ¿±â¸¦
¸ÂÃ߸ç Pixel BaseÀÇ Sync´Â Á¸ÀçÇÏÁö ¾Ê´Â´Ù. µû¶ó¼ CCD
ChipÀÇ °¢ Cell°ú Image memoryÀÇ °¢ PixelÀº 1:1·Î ´ëÀÀÇϱⰡ
¾î·Æ´Ù. ÇÏÁö¸¸ ÃÖ±ÙÀÇ ºü¸¥ Processor BaseÀÇ Vision System¿¡¼´Â
Gray Scale ºÐ¼®À» ÅëÇÑ Sub-Pixel AlgorithmÀÌ º¸ÆíȵǴÂ
Ãß¼¼À̸ç, ÀÌÀÇ Á¤¹Ðµµ¸¦ º¸ÀåÇϱâ À§Çؼ´Â Frame Grabber
³»ºÎÀÇ Pixel Clock ´ë½Å¿¡ CameraÀÇ Pixel ClockÀ» ÀÌ¿ëÇÑ
MappingÀÌ ÀÌ·ç¾îÁ®¾ß ÇÑ´Ù. ¹°·Ð ÀÌ´Â ³ôÀº Á¤¹ÐµµÀÇ ÃøÁ¤À»
¸ñÀûÀ¸·Î ÇÏ´Â Machine Vision System¿¡¼ »ç¿ëµÇ¸ç ÀϹÝÀûÀÎ
Application¿¡¼´Â ÇÊ¿ä ¾ø´Â °æ¿ì°¡ ¸¹´Ù. |
|
|
Trigger Mechanism |
|
»ý»ê °øÁ¤ Áß¿¡ °Ë»çÇÏ´Â °æ¿ì °Ë»ç
´ë»ó¹°Ã¼°¡ Camera ¾Õ¿¡ ¿ÔÀ» ¶§ Á¤È®ÇÏ°Ô ÀÔ·Â(Acquisition)ÇÒ
ÇÊ¿ä°¡ ÀÖ´Ù. ÀÌ·² °æ¿ì »ç¿ëµÇ´Â °ÍÀÌ Trigger MechanismÀÌ´Ù.
´ë»ó ¹°Ã¼°¡ Á¤ÇØÁø À§Ä¡¿¡ ¿À¸é SignalÀ» Ãâ·ÂÇÏ°í ÀÌ
Ãâ·ÂÀ» ¹ÞÀº Grabber´Â Camera¸¦ Reset/Restart Çϸç Exposure
TimeÀ» Àΰ¡ÇÏ°í(Double Pulse Exposure Control) Start
LineºÎÅÍ ÀÔ·ÂÀ» ¹Þ´Â´Ù. ¹°·Ð À̶§ Exposure Time Control
´ë½Å¿¡ Strobe¸¦ »ç¿ëÇÏ¿© À̼۵Ǵ ¹°Ã¼ÀÇ Á¤ÁöÈ»óÀ»
¹ÞÀ» ¼ö ÀÖ´Ù. ÇÏÁö¸¸ ÀÌ·¸°Ô À¯¿ëÇÏ°í ¶Ç ¸¹ÀÌ »ç¿ëµÇ´Â
Trigger MechanismÀº ÇöÀç Ç¥ÁØȵǾî ÀÖÁö ¾Ê´Ù. ¸ðµç
Camera ȸ»ç¿Í Frame Grabber ȸ»çµéÀº °íÀ¯ÀÇ Trigger
MechanismÀ» °®°í ÀÖÀ¸¸ç Application °³¹ßÀÚ´Â ÀÌÁ¡¿¡
À¯ÀÇÇÏ¿© Camera¿Í Grabber¸¦ ¼±Á¤ÇÏ¿©¾ß ÇÑ´Ù. Trigger
MechanismÀº Asynchronous shutter ȤÀº Field on demand¶ó
ºÒ¸®±âµµ ÇÑ´Ù. |
|
|
Progressive Scan |
|
¿À·¡ Àü¿¡ °í¾ÈµÈ Interlace ±â¹ýÀº
ÇöÀçÀÇ Machine Vision¿¡¼´Â ¸¹Àº ¹®Á¦¸¦ ¾ß±âÇÏ°í ÀÖ´Ù.
À§ÀÇ Trigger Mechanism¿¡¼ µç ¿¹¸¦ º¸ÀÚ. Camera´Â Odd
LineÀº Á¤»óÀûÀ¸·Î Ãâ·ÂÇÏÁö¸¸ Even Line¿¡ ´ëÇÑ ´ëÃ¥Àº
¾ø´Ù(Comb Effect). µû¶ó¼ Even LineÀ» Æ÷±âÇÏ°í Field
Mode·Î Odd Line¸¸ °¡Áö°í ProcessingÇϰųª º¸´Ù ³ªÀº
Çػ󵵸¦ À§Çؼ´Â Non-interlaceÀÇ ºñÇ¥ÁØ(Non-Standard)
SignalÀÌ ÇÊ¿äÇÏ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ ºñÇ¥ÁØ Camera¸¦ Progressive
Scan Camera¶ó ÇÑ´Ù. ÇöÀç´Â °¢ Camera °ø±Þ ¾÷ü¿¡¼ ¿©·¯
ÇØ»óµµ¿Í ¹æ½ÄÀ¸·Î ÃâÇÏÇÏ°í ÀÖÀ¸¸ç Odd Line°ú Even LineÀ»
µ¿½Ã¿¡ Ãâ·ÂÇÏ¿© 1/60Sec¿¡ ÇÑ FrameÀ» Ãâ·ÂÇÏ´Â Dual Tab
Progressive Scan Camera °°ÀÌ Á¾·ùµµ ÀÖ´Ù. ¹°·Ð ÀÌ·¯ÇÑ
Camera´Â Ư¼öÇÑ Frame Grabber¸¦ »ç¿ëÇÏ¿©¾ß ÇÏ¸ç ±× ¸ñÀû»ó
Trigger Mechanism°ú °°ÀÌ »ç¿ëµÇ´Â °æ¿ì°¡ ¸¹´Ù |
|
|
Long-Time Integration |
|
Exposure TimeÀ»
ÃÖÀåÀ¸·Î ÇÏ°í(EIA:1/60Sec, CCIR:1/50Sec
at Standard) ÃÖ´ë GainÀ» »ç¿ëÇÏ¿©µµ ºûÀÌ
ºÎÁ·ÇÏ¿© Image°¡ ºÒ¸íÈ®ÇÒ ¶§´Â Integration
TimeÀ» ¿¬ÀåÇÏ´Â ¹æ¹ýÀ» °í·ÁÇÏ¿©¾ß ÇÑ´Ù.
ÇÏÁö¸¸ Àü¼úÇÑ ¹Ù¿Í °°Àº NoiseÀÇ ¹ß»ýÀº ¾î¿
¼ö ¾ø´Ù. º¸Åë »ó¿Â¿¡¼´Â 10Sec(2*10-4Lux)
ÀÌ»ó ExposeÇÒ ¼ö ¾ø´Ù. ´ë»ó¹°ÀÌ ¾ÈÁ¤ÀûÀ̶ó¸é
DigitizeµÈ Image¸¦ °è¼Ó ´õÇÏ´Â ¹æ¹ýµµ ÇϳªÀÇ
Noise ´ëÃ¥ÀÌ µÉ ¼ö ÀÖ´Ù. NoiseÀÇ ¹ß»ýÀÌ
¿Âµµ¿¡ µû¶ó ±âÇÏ ±Þ¼öÀûÀ¸·Î ´Ã¾î³ª¹Ç·Î ¿Âµµ¸¦
³·Ãß¸é º¸´Ù ¿À·£ ½Ã°£ µ¿¾È ExposureÇÒ ¼ö
ÀÖ´Ù. ¿¹·Î Air CoolingÀÇ °æ¿ì ´Â 15ºÐ(2*10-6Lux),
Water CoolingÀÇ °æ¿ì´Â 3½Ã°£±îÁöµµ Exposure(2*10-7Lux)
°¡´ÉÇÏ´Ù. ÀÌ·¸°Ô ¿À·£ ½Ã°£ µ¿¾È ExposeÇÒ
¼ö ÀÖ´Â CameraÀÇ °æ¿ì¿£ Image Buffer Memory¸¦
°®°í IntegrationÇÏ´Â µ¿¾È¿£ ±× ÀüÀÇ Image¸¦
DisplayÇÒ ¼ö ÀÖ¾î¾ß Standard Signal¿¡ ´ëÀÀÇÒ
¼ö ÀÖ´Ù. |
|
|
|
Summary |
|
1 |
ÇÑ °³ÀÇ CCD CellÀº
µÎ °³ÀÇ PhotonÀ» 1°³ÀÇ ElectronÀ¸·Î º¯È¯Çϸç
50,000°³ÀÇ ElectronÀÌ 1V¸¦ »ý¼ºÇÑ´Ù.
|
2 |
»ó¿Â¿¡¼´Â 10ÃÊ ÀÌ»ó
ExposureÇÒ ¼ö ¾ø´Ù. |
3 |
TV Line(TV º»)ÀÀ Television¿¡¼ºÎÅÍ
Ãâ¹ßÇßÀ¸¸ç ÃÖ´ë·Î Ç¥½ÃÇϰųª ÀÔ·ÂÇÒ ¼ö ÀÖ´Â
Èæ¹éÀÇ ¼öÁ÷¼±(Vertical Line) °³¼öÀÌ´Ù |
4 |
3CCD Color Camera¿¡
À־ Camera Maker¿¡¼ ÃßõÇÑ Lens¸¦
»ç¿ëÇÏ¿©¾ß ÇÏ¸ç ±×·¸Áö ¾ÊÀ» °æ¿ì Quality¸¦
º¸ÀåÇÒ ¼ö ¾ø´Ù. |
5 |
Comb Effect´Â ¿òÁ÷ÀÌ´Â
¹°Ã¼¸¦ ÀÔ·ÂÇÒ ¶§ ¹ß»ýÇϸç ÀÌ´Â Odd Line
Scan ÈÄ Even LineÀ» ScanÇϱ⠶§¹®¿¡ ¹ß»ýÇÑ´Ù.
ÀÌ·¯ÇÑ Çö»óÀ» ¹èÁ¦ÇÏ·Á¸é ODD Field¸¸ ÀÔ·ÂÇϰųª
Progressive Scan Camera¸¦ »ç¿ëÇÏ¿©¾ß ÇÑ´Ù |
6 |
Sub-Pixel ¿¬»êÀº Pixel
ClockÀ» ÀÌ¿ëÇÏ¿© 1:1 MappingÀ» ÇÒ ¶§ ±×
Á¤È®µµ°¡ º¸ÀåµÈ´Ù. |
7 |
Pixel ClockÀ» »ç¿ëÇÏ´Â
°æ¿ì¿¡ ºÒ¿¬¼ÓÀÇ Pixel ClockÀº ¿ÀÈ÷·Á »ç¿ëÇÏÁö
¾Ê´Â °Í º¸´Ù µµ ¸øÇÏ´Ù. |
8 |
Trigger Mechanism˼
ÀÌÇØ Çϱâ´Â ½¬¿ì³ª Standard°¡ ¾ø±â ¶§¹®¿¡Camera¿Í
Frame Grabber ¼±Á¤¿¡ ½ÅÁßÀ» ±âÇØ¾ß ÇÑ´Ù. |
|
|