머신 비전에서의 왜곡을 알고 있나요?

왜곡된 이미지를 본 적이 있나요? 곧게 나와야 할 물체가 곡선으로 보이고, 가장자리까지湾曲됩니다. 이는 실제로 렌즈 왜곡 때문에 발생하며, 이로 인해 물체의 이미지가 왜곡되지만 선명도에는 영향을 미치지 않습니다.

머신 비전 시스템에서 광학적 왜곡은 두 가지 주요 유형으로 나뉩니다: 방사 왜곡과 접선 왜곡입니다. 그 원인, 영향 및 교정 방법을 이해하는 것은 신뢰성 있는 시각 검사 결과를 보장하기 위해 중요합니다.

1. 방사형 왜곡과 접선 왜곡

그중에서도 조립 오차로 인해 렌즈가 영상 평면과 평행하지 않아 발생하는 왜곡을 접선 왜곡이라고 하며, 이는 이미지의 중심과 가장자리를 왜곡시키고 이미지의 수평 또는 수직 선이 곡선으로 변하게 만듭니다. 방사형 왜곡은 렌즈의 형태와 제작 공정에 의해 발생하며, 렌즈의 가장자리에 가까울수록 왜곡이 심합니다. 일반적으로 볼록한 방사형 왜곡을 배럴 왜곡이라고 하고, 오목한 것을 쿠션 왜곡이라고 합니다.

2. 왜곡 교정의 필연성

공업 측정이나 자동 품질 관리와 같은 정밀도가 중요한 응용 분야에서 교정되지 않은 왜곡은 치명적인 측정 오류를 초래할 수 있습니다. 몇 픽셀의 편차조차도 실제 단위에서 큰 차원의 부정확성으로 이어질 수 있습니다. 따라서 왜곡 교정은 이미지 기반 의사 결정 시스템에서 불가결한 요소가 됩니다.

3. 하이브리드 보정 전략

왜곡은 광학 시스템의 고유 특성으로, 완전한 제거는 불가능합니다. 그러나 하드웨어 조정과 계산 방법을 결합하면 그 영향을 줄일 수 있습니다:

접선 왜곡에 대한 하드웨어 솔루션

접선 왜곡 해결은 주로 기계적 재교정을 포함합니다. 렌즈를 센서와 완벽하게 평행하게 배치하여 이를 해결할 수 있습니다.

방사형 왜곡에 대한 소프트웨어 솔루션

방사 distorsion은 일반적으로 소프트웨어를 통해 교정됩니다. 렌즈의 distortion 계수는 계산된 후 소프트웨어로 처리됩니다.

카메라 캘리브레이션(예: 체스 보드 패턴 사용)을 통해 이러한 매개변수는 계산되어 distorsion된 픽셀을 이론적인 위치로 재매핑하는데 적용됩니다.

C 결론: 광학과 컴퓨팅의 균형 맞추기

렌즈 distorsion이 머신 비전에서 지속적인 도전 과제를 제시하지만, 그 영향은 체계적으로 관리될 수 있습니다. 접선 distorsion은 신중한 하드웨어 정렬을 요구하며, 방사 distorsion은 고도의 소프트웨어 교정을 필요로 합니다. 두 접근 방식을 통합함으로써 엔지니어들은 이미지의 기하학적 충실성을 복원할 수 있으며, 이는 현대 산업 응용에서 필요한 시각 시스템의 정확성을 보장합니다.