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成像設定基礎
本頁介紹使用 OV10i 攝像系統進行基於 AI 的檢測以實現最佳影象質量的核心原理與技術基礎。
影象獲取理論
索尼 IMX296 感測器架構
OV10i 使用專為工業視覺應用選型的索尼 IMX296 感測器。
感測器特性：
- 解析度： 1.6 MP，針對檢測細節和處理速度進行了最佳化
- 幀率： 60 fps，適用於高速生產線
- 快門型別： 全域性快門，具備運動與振動魯棒性
- 畫素質量： 高質量畫素，確保 AI 模型效能的一致性
全域性快門優勢：
- 運動魯棒性 - 在工件移動時消除滾動快門畸變
- 抗振性 - 在工業環境中實現穩定成像
- 時間一致性 - 所有畫素同時曝光，以實現準確成像
- 高速相容性 - 支援快速生產線整合
使用 Optics Calculator 計算您的設定的視場、安裝距離和最小可檢測缺陷尺寸。
鏡頭系統整合理論
S-Mount 相容性： OV10i 採用標準的 S-mount (M12) 鏡頭螺紋介面，能夠與任意 S-mount 鏡頭相容。然而，以下焦距在工業視覺應用中常用且被推薦。
可用焦距選項： 鏡頭焦距（6mm、8mm、12mm、16mm 和 25mm）可以在 Imaging Setup 下選擇。OV10i 出廠時配備 12mm 鏡頭。成像設定包含這些特定焦距選項，是因為軟體內建鏡頭畸變校正演算法，能夠消除各鏡頭的魚眼效應，使影象在幾何上更準確且方正。
常見的 S-Mount 焦距：
- 6mm - 廣視場，近工作距離，較大工件
- 8mm - 視場平衡，工作距離適中
- 12mm - 標準鏡頭，大多數應用的最佳平衡（出廠預設）
- 16mm - 視場更窄，工作距離更長，工件更小
- 25mm - 遠攝鏡頭，最大工作距離，精細細節檢測
S-Mount 鏡頭靈活性：
- 通用相容性 - 任何 S-mount 鏡頭都可以物理安裝
- 推薦選項 - 列出的焦距針對典型工業視覺任務進行了最佳化
- 自定義應用 - 為特定需求提供其他 S-mount 焦距選項
- 易於更換 - 標準螺紋便於快速更換鏡頭
光學考慮：
- 工作距離 - 焦距與安裝高度之間的關係
- 視場 - 4:3 寬高比，寬度乘以 0.75 得到高度
- 景深 - 適用於一致部件檢測的對焦範圍
- 電動對焦 - 實現最佳清晰度的精密對焦調整
照明系統設計原則
8 可程式設計 PWM LED 架構
LED 系統規格：
- LED 數量： 8 盞可程式設計白光 LED
- 控制方式： PWM（脈寬調製）用於精確強度控制
- 光譜輸出： 用於色彩中性照明的白光 LED
- 電源管理： 整合熱管理與能效最佳化
PWM 控制優勢：
- 精確強度 - 為一致照明提供精確亮度控制
- 可重複性 - 數字控制可確保在多次捕獲之間保持一致照明
- 功率效率 - PWM 可降低熱量產生與功耗
- 整合就緒 - 與相機曝光協同，實現最佳時序
面向 AI 檢查的照明策略
照明基礎：
- 對比度提升 - 適當照明可提升 AI 模型的特徵可觀測性
- 陰影最小化 - 均勻照明可降低錯誤邊緣檢測
- 表面紋理呈現 - 適當的角度與強度揭示缺陷
- 一致性要求 - 穩定照明可確保 AI 模型效能的可靠性
照明配置原則：
- 直接照明 - 用於邊緣檢測與尺寸檢查的高對比度
- 漫射照明 - 降低眩光以利於表面光潔度檢測
- 角度最佳化 - 根據缺陷型別和表面對照明角度進行選擇
- 強度平衡 - 實現均勻場照明且不過曝
相機設定最佳化理論
曝光控制基礎
曝光時間管理： 最大曝光時間現已達到 500 ms，之前為 150 ms，在較新的版本中還將擴充套件至 1 秒。
曝光配置：
- 自動曝光 - 相機根據場景亮度進行調整
- 手動曝光 - 固定曝光時間以保持一致的照明條件
- 曝光範圍 - 低光應用最大可達 1 秒
- 運動考量 - 為動態環境降低曝光時間以防止運動模糊
曝光最佳化策略：
- 照明協調 - 將曝光時間與 LED 強度平衡
- 噪聲管理 - 最佳曝光可降低感測器噪聲
- 動態範圍 - 透過適當曝光實現感測器的全部潛力
- 一致性 - 固定曝光可確保影象特徵的可重複性
對焦與光學最佳化
對焦控制方法：
- Motorized Focus - 精密的自動對焦調整
- Manual Focus - 固定對焦設定以保持一致工作距離
- Focus Validation - 用於實現最佳影象質量的清晰度評估
- Depth of Field - 用於部件公差容忍的對焦範圍管理
Lens Distortion Correction Mode： 透過在 Imaging Setup 過程中校正鏡頭畸變來提升成像精確度。所有鏡頭都存在一定程度的畸變，且畸變在焦距越短時越明顯。糾正鏡頭畸變可以提高對齊與模型預測的準確性，確保零件在畫面中的任意位置都具備尺寸精度。
Distortion Correction Benefits：
- 尺寸精度 - 在整個視場內保持一致的測量
- 對齊增強 - 提高模板匹配的精度
- AI 模型效能 - 提高用於訓練與推理的特徵一致性
- 邊緣質量 - 減少幾何畸變有助於提升邊緣檢測
AI 模型的影象質量
解析度與畫素利用
Resolution Optimization：
- 1.6 MP Effective - 在細節捕捉與處理速度之間取得平衡
- Pixel-to-Real-World Scaling - 實現準確的尺寸測量
- ROI Optimization - 在檢測區域內最大化解析度的利用率
- Processing Efficiency - 將解析度與 AI 模型需求相匹配
Image Quality Metrics：
- Sharpness - 邊緣清晰度對特徵檢測至關重要
- Contrast - 充裕的動態範圍以便 AI 模型進行區分
- Noise Level - 清晰的影象提升 AI 模型的可靠性
- Consistency - 整個生產過程中的重複性影象特徵
AI 的一致性要求
AI 模型穩定性因素：
- Lighting Repeatability - 一致照明以實現可靠的 AI 效能
- Focus Consistency - 生產過程中的穩定對焦
- Exposure Stability - 固定位曝光設定以保持穩定的特徵檢測
- Color Balance - 中性顏色呈現以確保分析準確
Image Standardization：
- Reference Standards - 用於訓練與推理的一致成像條件
- Calibration Procedures - 定期驗證成像系統效能
- Environmental Compensation - 針對生產條件變化進行調整
- Quality Validation - 在 AI 處理前進行影象質量評估
工業環境考量
環境適應
執行環境：
- Temperature Range - 在工業溫度變化下保持穩定執行
- Thermal Management - 為保持一致效能進行熱散發
- Vibration Resistance - 生產環境中的機械穩定性
- Contamination Protection - IP54 等級，防塵防潮
安裝與固定：
- Mechanical Stability - 為確保一致的成像幾何而穩固安裝
- Thermal Considerations - 高溫環境下的前置安裝點
- Accessibility - 便於清潔和調整的維護通道
- Integration - 與現有生產裝置的相容性
生產整合理論
System Integration Requirements：
- Timing Synchronization - 將成像與生產線速度同步
- Environmental Lighting - 考慮環境光變化
- Maintenance Planning - 定期清潔與校準程式
- Long-term Stability - 長期執行中的一致效能
Performance Optimization：
- Line Speed Compatibility - 成像速度符合生產需求
- Quality Consistency - 在整個生產過程中維持影象質量
- Predictive Maintenance - 監控成像系統效能趨勢
- Calibration Schedules - 定期驗證光學與照明系統
配置最佳實踐
成像設定工作流程
設定序列：
- Lens Selection - 為應用選擇合適的焦距
- Focus Optimization - 實現部件特徵的最佳清晰度
- Lighting Configuration - 設定 LED 強度與均勻性
- Exposure Setting - 將曝光時間與照明平衡以獲得最佳影象質量
- Distortion Correction - 如尺寸精度至關重要時啟用
效能驗證
影象質量評估：
- 對焦驗證 - 在視野中驗證邊緣清晰度
- 照明均勻性 - 檢查照明分佈是否均勻
- 曝光最佳化 - 驗證動態範圍的正確利用
- 一致性測試 - 驗證成像效能的可重複性