目次 01 IEI マシンビジョンソリューションの開発背景 01 IEI 産業用カメラのメリット 01 光学実験室 02 FPGA 応用技術 03 多角形の関心領域 ROI 03 USB 3.0 でマシンビジョンをより高速に 04 マシンビジョンの未来へ IEI のソリューション 05 IEI 画像

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たかとしそめや
5 years ago
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1 マシンビジョンホワイトペーパー For more information, please visit:

2 目次 01 IEI マシンビジョンソリューションの開発背景 01 IEI 産業用カメラのメリット 01 光学実験室 02 FPGA 応用技術 03 多角形の関心領域 ROI 03 USB 3.0 でマシンビジョンをより高速に 04 マシンビジョンの未来へ IEI のソリューション 05 IEI 画像処理製品紹介 2

IEI マシンビジョンソリューションの開発背景 IEI 創立以来開発チームはハードウェアの他にレンズ光学領域画像処理 IC の

マシンビジョンソリューションを開発する前に長年の光学レンズモジュールカメラモジュールの経験を積んできた例えば 1D/2D

0 の衝撃でマシンビジョンという概念は幅広く工業医療防犯科学と製造などの産業に使われてきている特に生産自動化の測量と検査

0 に欠かせない要素である自動光学検査装置は生産ラインで製品の不良検出寸法の測量アライメント校正などができ

は開発リソースを投入しマシンビジョンソリューションの開発を決意した AIA EMVA AOIEA

は光学実験室を設けすべての製品はこちらで検証基準に沿ってテストと校正を行われる Color Matcher Digital

3 IEI マシンビジョンソリューションの開発背景 IEI 創立以来開発チームはハードウェアの他にレンズ光学領域画像処理 IC の IP アルゴリズム FPGA/firmware/driver などそれぞれ違う分野の開発能力を身につけてきたマシンビジョンソリューションを開発する前に長年の光学レンズモジュールカメラモジュールの経験を積んできた例えば 1D/2D 高速バーコードリーダー携帯用カメラモジュール医療用の内視鏡などものづくりを変えるインダストリー 4.0 の衝撃でマシンビジョンという概念は幅広く工業医療防犯科学と製造などの産業に使われてきている特に生産自動化の測量と検査品物の品質コントロールはインダストリー 4.0 に欠かせない要素である自動光学検査装置は生産ラインで製品の不良検出寸法の測量アライメント校正などができ生産自動化でもっとも普及しているマシンビジョンの応用であるというわけで IEI は開発リソースを投入しマシンビジョンソリューションの開発を決意した AIA EMVA AOIEA などのマシンビジョン規格の協会に参加することにより最先端な技術規格を入手しそれに IEI 従来の産業用パソコンの経験を活かしインダストリー 4.0 のトレンドに輝くと期待している IEI 産業用カメラのメリット光学実験室光学関連製品の品質を確保するため IEI は光学実験室を設けすべての製品はこちらで検証基準に沿ってテストと校正を行われる Color Matcher Digital Camera Resolution Capability Projector Transparency Illuminator Display Color Analyzer Light Source Box Barcode Reader AC Power Source Illuminance Spectrophotometer 検証項目は色の校正解像度力 (SFR) コントラスト比鮮鋭度ホワイトバランスガンマ補正ダイナミックレンジディストーションシェーディングなどオリジナル画質と出力画質がいつも一致するようこれらの光学装置で厳しい検証をかける 1

4 レンズ / カメラ設計基準と検証基準の例 MTF 設計値 MTF 検証値 Distortion 設計値 Distortion 検証値 Chief Ray Angle 設計値 Chief Ray Angle 検証値 Relative illumination 設計値 Relative illumination 検証値 MTF Test Shading Test FPGA 応用技術 IEI 画像処理開発チームは FPGA プログラミング能力を持ちビデオキャップチャーカード産業用カメラバーコードリーダー製品に FPGA の要素を入れた画像処理の最適化ができる以外特殊ニーズに対応するカスタム可能となる FPGA で画像の前処理ができユーザーの画像使用状況を最適化し CPU などのハードウェアリソース使用を減らし画像処理を加速させるどれぐらいハイレベルの産業用カメラでも画像は完璧ではない GenICam 汎用インターフェイスでアプリのプログラミングとカメラの設定ができ特殊な画像処理手順や設定を隠したいなら FPGA で画像の前処理と暗号化のカスタム可能それに FPGA で ROI (Region of Interest) 関心領域シェーディング補正フィルタなどの最適化により画像処理の負荷を下げることができる CPU のリソースもそんなにかからなくて済む 2

5 多角形の関心領域 ROI 一般用途の ROI は四角形だが IEI は多角形 ROI を開発しユーザーはいくつかの直線を引いて自由に多角形 ROI を作るそのメリットは要らない画像領域をもっと除去することができ必要の部分だけを残し画像転送と処理のスピードが速くなることである高い伝送帯域フレームレートの場合これは非常に付加価値のある功能になる USB 3.0 でマシンビジョンをより高速に HD 画像処理のニーズが上がっているとともにセンサーの解像度とフレームレートも上昇するマシンビジョンのボトルネックは高い伝送帯域幅になるエンコード技術は伝送帯域幅の問題に役に立つがエンコードにより画像劣化のデメリットもありマシンビジョンの精度と性能に制限をかけてしまうそれにエンコードを行うにはハードウェアの設計製品の寸法コスト開発期間なども影響される IEI はエンコード技術に馴染んでいるが (H.264 hardware video compression card 製品あり ) 産業用カメラには導入していない産業用途として画像分析アプリはオリジナル画質をもって正確に演算することが大事だから伝送帯域幅の広いインターフェイスを使ったほうがいいと USB3.0 は Max 5.0Gbps の伝送帯域幅で産業用カメラで普及している USB2.0/IEEE 1394b/ GigE/Camera Link より広いしパソコン側も普及しているので最適だと USB 3.0 だとエンコードせずに画質が確保され小型化消費電力の低いフレームレートの高い設計ができる IEI は USB 3.0 産業用カメラ以外将来もマーケットトレンドにより他の高速インターフェイスのカメラを開発する予定である USB 3.0 産業用カメラのメリット伝送帯域幅 > USB 2.0 IEEE 1394b と GigE ケーブル一本で給電とデータ転送コスト < Camera Link ( 専用拡張カード必要 ) ホットプラグ GigE よりインストールしやすい自動化イメージング協会 (AIA) より USB3 Vision 規格制定マシンビジョンのコスト USB 3.0 マシンビジョンソリューションのコストは GigE IEEE 1394b Camera Link よりずっと低いパソコン自体 USB3.0 ほぼ持っているから専用拡張カードを購入し産業用カメラと接続する必要もないしかも多数の USB ポートで多数の IEI 産業用カメラと接続可能 USB3.0 給電最大 4.5W で IEI 産業用カメラにも外付けの電源要らないこれでコストの低いマシンビジョンソリューションができる 3

Vision 規格によりカメラ装置のパラメータ設定ゲイン輝度解像度フレームレートなどを規定している IEI

GigE Vision と CoaXPress など既存のスタンダードモジュールを利用し慣れているやり方で開発できる GigE カメラを

で画像処理しフレーム本体そのまま確保でき前後のフレームが重なる状況がなくそれにフレームも漏れなくビデオストリーミング転送できる

6 IEI USB 3.0 産業用カメラ自動化イメージング協会 (AIA) はオリジナルメンバーの提案で新たな標準 USB3 Vision を作った USB3 Vision 規格によりカメラ装置のパラメータ設定ゲイン輝度解像度フレームレートなどを規定している IEI 産業用カメラはそれに準拠しているそしてカメラレンズ制御特性を多く提供しており GenICam をサポートするソフトウェアの互換性を提供し GigE Vision と CoaXPress など既存のスタンダードモジュールを利用し慣れているやり方で開発できる GigE カメラを IEI 産業用カメラに入れ替えても苦労しない IEI 自社設計の USB3 vision 準拠の産業用カメラは大きめの RAM Buffer で画像処理しフレーム本体そのまま確保でき前後のフレームが重なる状況がなくそれにフレームも漏れなくビデオストリーミング転送できるマシンビジョンの未来へ IEI のソリューションマシンビジョンは高品質広い伝送帯域幅低消費電力と低コストなどを過去より要求している各マシンビジョンメーカーは USB3.0 製品を出している IEI も USB3 vision シリーズの産業用カメラを提供する 30 万画素 ~ 420 万画素の違う解像度モノクロとフルカラーの機種が選べられる ID デザインでは将来機構設計とカメラ更新を配慮し同じシリーズは同じ ID デザインにした生産自動化の環境で固定の仕方を変更せずに違う IEI 産業用カメラを簡単に入れ替えるマウントブラケットを提供し自由にカメラを回すこともできる + 4

IoT 1D/2D 定置式バーコードリーダー ITDB-100L/ITDB-100HD I TDB-seriesはTCP/IPにてデータ転送できるので IEI QTS Gateway或いはQNAP NAS にITDB-seriesバーコードリーダーを接続す

Windows/Linux でモニタリングできる MODAT-53 特徴 1 携帯デバイスでリモートコントロール可能接続インターフェイス USB, Ethernet TCP/IP ハードウェア/ソフトウェアトリッがーサポート one shot, series

EthernetにてFirmware更新可能その他の設定» Decode Timeout / Decode Interval 0W ICECARE-1 応用例のブロック図 E th e r n e t S w it c h ARE-10W

e r n e t S w it c h e r n e t S w it c h Intelligent Gateway Gateway E th E th Wi-Fi QNAP NAS ICECARE-10W barcode PDA Intelligent

reader mana MODAT-531 ITDB Tablet PC Reals QN N Real-time production line R o uter Intelligent Gateway QNAP NAS Eth ICECARE-10W E

7 IoT 1D/2D 定置式バーコードリーダー ITDB-100L/ITDB-100HD I TDB-seriesはTCP/IPにてデータ転送できるので IEI QTS Gateway或いはQNAP NAS にITDB-seriesバーコードリーダーを接続すればエッジ側Gatewayとしてバーコードのデータをインターネットで受け取りパブリッククラウド Azure/Amazonなどにデータを上げることも可能それにインターネットアクセスできるデバイス Android/iOS/ Windows/Linux でモニタリングできる MODAT-53 特徴 1 携帯デバイスでリモートコントロール可能接続インターフェイス USB, Ethernet TCP/IP ハードウェア/ソフトウェアトリッがーサポート one shot, series shot, batch and presentation options 自動/手動 CMOS センサー設定可能露光ゲイン輝度など LED 外部/ 内部イメージキャップチャーイメージ型式 BMP 関心領域設定可能 USB / EthernetにてFirmware更新可能その他の設定» Decode Timeout / Decode Interval 0W ICECARE-1 応用例のブロック図 E th e r n e t S w it c h ARE-10W マシンビジョンホワイトペーパー - 製品ライナップ QNAP NAS R o uter MODAT-531 R (QNAP o uter Public Cloud NAS, Azure, Amazon) R o uter ch e r n e t S w it e r n e t S w it c h e r n e t S w it c h Intelligent Gateway Gateway E th E th Wi-Fi QNAP NAS ICECARE-10W barcode PDA Intelligent Gateway Real-time production line Ubuntu Private Cloud E th h Real-time production line Router ern et S w it c R o uter gement reader mana MODAT-531 ITDB Tablet PC Reals QN N Real-time production line R o uter Intelligent Gateway QNAP NAS Eth ICECARE-10W E thintelligent Gateway h e r n e t S w it c ICECARE-10W Real-time production line Intelligent MODAT-531 Time Picture Barcode data Intelligent Gateway Real-time production line 5

8 - 製品ライナップ手持ち式バーコードリーダー HTDB-100F Scan Window Decode LED Power LED Trigger Button RJ-45 Port (to PC) 特徴医療用設計» 抗菌性のある筺体» IP41 防塵防水» 1.8 メートル落下 20 回まで耐えられる 1D/2D バーコードのデコード» ISV デコードアルゴリズム簡単接続» RJ-45 / USB 読み取り条件を簡単に設定取扱説明書の中多くの設定項目のバーコードがあるバーコードリーダーでそのバーコードを読み取り簡単に設定完了露光時間バーコード種類などが設定できる (All Symbologies On) (All Symbologies Off) (Auto Exposure) 6

準拠カメラとフォトカプラ絶縁 IO IEI は二種類の USB3 Vision 準拠カメラを持ち

最高な画質と優れている画素処理効能を提供フォトカプラ絶縁の IO と RS-232

9 - 製品ライナップ 130 万画素 USB3 vision 準拠カメラ HSC-13M3-O/HSC-13C4-E 特徴 HSC-13M3-O コンパクト 1/2 On-Semi CMOS センサー Large pixel:4.8 μm 解像度 :1280x1024 フレームレート最大 150FPS, 1280x1024 解像度グローバルシャッター USB3 vision V1.0 準拠 HSC-13C4-E コンパクト 1/1.8 E2V CMOS センサー Large pixel:5.3 μm 解像度 :1280x1024 フレームレート最大 60FPS, 1280x1024 解像度グローバルシャッター USB3 vision V1.0 準拠カメラとフォトカプラ絶縁 IO IEI は二種類の USB3 Vision 準拠カメラを持ち 130 万画素で主流となっている CMOS センサーを使い最高な画質と優れている画素処理効能を提供フォトカプラ絶縁の IO と RS-232 で多種の信号入出力が制御可能それに無料の SDK があり迅速にアプリが開発できるコスパの良い USB3 vision 準拠カメラとなる応用分野生産自動化 AOI 装置アライメント装置検査システム ( 梱包外見シール ) ロボット医療イメージングシステム

_AV1_FrontCover_Base

_AV1_FrontCover_Base 超小型高性能 D MOS カメラ Mako シリーズ解像度 29 万画素から 500 万画素フルフレーム最大 14fps~550fps 近赤外線モデルあり PoE(Power Over Ethernet) 64MB FIFO メモリ AOI( 部分読み取り ) ビニング(Mako G-125B) 画像補正機能:LUT/ AG/ AE 外部トリガー外部シンクモードデータ転送: バンド幅調整