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Werth画像処理の秘密 (1)

発行:エスオーエル株式会社
http://www.sol-j.co.jp/

連載「ベアト三次元測定の世界!」
2012年9月20日号 VOL.016

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みなさんこんにちは!

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今回のテーマは「Werth画像処理の秘密 (1)」です。

Werth社は画像処理から始まった会社で、
その技術を応用して今ではX線を使用した三次元測定機まで取り扱っています。
画像処理で三次元測定をする際には、
測定したい場所の輪郭、エッジを正しく検出する必要があります。
そこで今回は、Werth社測定機の画像処理の秘密を2つご紹介致します。


 Werthズーム

まずは、「Werthズーム」というWerth社特有のズーム機能をご紹介します。
これは、普通のズームレンズとは機構が違います。

通常、ズームレンズと言えば、
鏡筒に曲線状の溝が切ってあり、レンズ枠がその溝に噛み合って動くことにより、
レンズが回転しながら動くものが一般的です。
そして、レンズの先端から測定物までの距離(作動距離といいます)が変わると、
倍率も変化するのが普通です。

それに対して「Werthズーム」では、レンズ1枚1枚をモーターで平行に動かします。
そのため、作動距離と倍率を独立に選択することができるのです。

例えば、深い穴の底や径の大きな円筒のエッジに焦点を合わせようとすると、
作動距離を長く取らなくてはなりません。
Werthズームでしたら、必要な倍率を保ったまま、
そのように長い作動距離を選択できます。

同じ倍率のまま、作動距離を30mmにしたり、200mmにしたり、
さらにはその間の作動距離に設定することもできます。


 サブピクセルで輪郭検出

次にご紹介するのは、サブピクセル機能です。

画像処理で輪郭を検出しようとすると、
レンズで結像した像をコンピュータに取り込む必要があります。
そこで重宝するのがCCDイメージセンサです。
CCDは、光の明暗を感知する素子(ピクセル)が縦横に並んだもので、
明暗に応じて、各ピクセルが数値を出力します。

CCDの種類によって、仕様は異なりますが、例えば8bitの数値化をするものでしたら、
0〜255の段階に分けて数値化されます。

さて、ピクセルは離散的にしか像を取り込むことができません。
そのため、例えば倍率を考慮した換算ピクセルサイズが2μmのときは、
2μmの段差が付いたガタガタした輪郭が取り込まれます。
そして、そのままでは、精度2μm以下の寸法が測れません。

これでは2本の線の距離を測るときに、
最大で±4μmもピクセル起因の誤差が乗ってしまいます。

でも、Werthはサブピクセル処理技術を持っているので、
ピクセルサイズ以下の寸法も測定できます。

輪郭周辺のピクセルデータを解析することで、
実際の輪郭がピクセル内のどこを通っているか推定し、
補間された輪郭を自動で計算しているのです。


今回は60年以上前から続くWerth社の画像処理のほんの一部をご紹介致しました。
次回も、画像処理機能についてご紹介致します。
今月も最後までお読みいただき、誠にありがとうございました。
それではまた来月、お会いしましょう!

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H.H


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