Innovation

20.01.2020
qmtrelief- Acquisition d'images à haute vitesse avec relief augmenté
plus de ROBUSTESSE Dans le contrôle esthétique
Le contraste des reliefs à haute vitesse qmtrelief
L'acquisiton d'images et le traitement

qmtrelief permet la mise en évidence de la micro-géométrie d’une surface (cartographies en pentes et courbures). Basé sur la technologie «shape-from-shading» ou «stéréo-photométrie» (Horn, 1989) qui permet de mettre en évidence les défauts d’aspect (rayures, piqûres…).qmtrelief apporte des améliorations importantes afin de pourvoir l'intégrer dans un processus industriel

  • Suppression des informations de coloration pour ne voir que le relief (cf image qui montre l'image avec qmtrelief comparée à l'image de base)
  • L'acquisition d'image est instanée, il est ainsi possible de faire une mesure dynamique à haute cadence
  • Filtrage des composantes périodiques pour faciliter la détection des défauts d’aspect

qmtrelief peut ainsi être intégré dans une station de mesure QMTCheck en ligne de production ou pour une machine de tri.

Fit For You (F4U)
Personnalisation
des produits

Personnalisation
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Programme OEM
Principe

La stéréo-photométrie a été introduite par Woodham (1980), elle permet de retrouver la normale en chaque point visible d’un objet à partir de plusieurs photographies prises sous le même point de vue mais pour des directions d’éclairages différentes. Il s’agit d’une extension du cas spécial de shape-from-shading où la donnée pour estimer le champ de normales est une image unique, qui est connue pour son caractère mal posé. Les techniques stéréo-photométriques supposent généralement que la surface de l’objet inspecté suit le modèle de réflectance Lambertien ; i.e. la luminance observée en chaque point de la surface est proportionnelle au cosinus de l’angle incident d’éclairage

L'objectif est de contraster les reliefs

A partir des normales obtenues grâce à la résolution de l’équation générale de la stéréo-photométrie, nous pouvons dériver cette information pour obtenir l’information en courbures. La courbure est une propriété qui décrit le taux de changement de direction d’une courbe, ou d’une surface dans une direction donnée. Le schéma suivant illustre l’intérêt d’obtenir une estimation des pentes et des courbures à la surface. En effet, l’œil humain est très sensible aux discontinuités de forme d’une surface. Ces variations se traduisent en termes de pentes par une variation locale forte, et en courbures par des intensités en courbures importantes à l’endroit des anomalies. Dans l’information de courbure, on constate que la forme de la surface (la composante basse fréquence) est filtrée, mettant en évidence l’information liée à la micro-géométrie (composante haute fréquence) de la surface, facilitant ainsi la détection des défauts d’aspect !

La vitesse d'acquisition

qmtrelief permet une acquisition instantanée de l'image, il est donc possible de contrôler une pièce en mouvement. Le mode de traitement en continu est suffisament rapide pour permettre un contrôle en ligne de production à haute cadence.

 

Les fonctions logicielles

Des fonctions logicielles ont été développée pour piloter le système d’acquisition stéréo-photométriques et traiter ces dernières afin de calculer les cartographies suivantes

  • les normales directionnelles (suivant une direction de projection choisie)
  • la « normal map » (en couleur)
  • les courbures directionnelles (suivant une direction de projection choisie)
  • les courbures maximales
  • les courbures minimales
  • les courbures de « Mehlum »

Deux modes d’utilisation sont disponibles

  • Acquisition et calcul en continu à haute vitesse
  • Chargement d’un set d’images existants à partir d’un fichier LP

Les applications

qmtrelief permet la réalisation de système de contrôle esthétique sur des pièces brillantes ou mats, avec motifs, rugueuses ou lisses. D'autre applications nécessitants une information de courbure de surface sont possibles comme par exemple la détection des aiguilles de montres

 
Des exemples avec qmtrelief
Exemple de suppression de variation de teinte

L'image de gauche en mode traditionnel est à comparer avec l'image de droite avec qmtrelief. On voit que les différences de teintes de la pièce sont éliminées et donc que le relief de la pièce est beaucoup mieux visible.

Exemple de suppression de dessin

On voit que qmtrelief permet la suppression du dessin qui n'a pas de relief (image de gauche traditionnelle) afin de mettre en évidence le relief de la pièce (On ne voit plus que le relief sur l'image de droite).


Exemple d'augmentation de contraste

Dans cet exemple, on observe la capacité de qmtrelief a constraster les reliefs présents sur la pièce (image de droite à comparer à l'image traditionnelle à gauche).


Exemple de recherche orientée

qmtrelief permet un traitement avec une orientation spécifique afin de focaliser la recherche sur des reliefs ayant une orientation spécifique. Dans ce cas on voit l'image avec un traitement orienté pour visualiser le relief d'un décors à comparer avec l'image d ela même pièce avec une recherche orientée à 90 degrés qui permet la recherche de défauts.

qmtrelief
qmtrelief permet l'amélioration de la performance des systèmes de contrôles esthétiques en production
 
Fabrice Seyve
Expert Vision
Gilles Pitard
Développeur Logiciels
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