Glossario

È vizio dei "tecnici" utilizzare termini di gergo ritenuti erroneamente "universali"; per cercare di ovviare a questo problema riportiamo di seguito un breve glossario dei termini utilizzati con troppa disinvoltura.

 

Acquisizione: È la fase in cui la telecamera fissa l'immagine da analizzare sul sensore fotorecettivo CCD (equivale allo scatto fotografico). Questa operazione dipende in modo fondamentale dal tempo di esposizione assegnato alla telecamera.

Algoritmo o tool o funzione: Si intende un'operazione di elaborazione applicata all'immagine al fine di ricavarne un risultato (es: misurare un oggetto). Nel manuale verrà utilizzato spesso il termine algoritmo come sinonimo di funzione, di operazione, di tool (strumento), in genere rappresentato nel programma da un'icona grafica.

Analisi, Controllo, Ispezione, Verifica: Si tratta del controllo che il sistema di visione opera sull'oggetto che si desidera controllare. Naturalmente il sistema di visione analizzerà solamente le caratteristiche dell'oggetto che l'operatore, durante lo sviluppo del programma di ispezione sull'oggetto, avrà ritenuto opportuno verificare.

Banco di memoria o banco immagine Antares: Indica un'area di memoria nella quale è possibile memorizzare un'intera immagine. Essendo possibile per il sistema Antares memorizzare più immagini, è anche possibile eseguire delle operazioni fra banchi immagine quali, ad esempio: confrontare due immagini memorizzate in due diversi banchi immagine, eseguire operazioni algebriche o booleane fra banchi immagine.

Binarizzazione: La binarizzazione è un'ulteriore fase di semplificazione dell'immagine digitalizzata, che viene ulteriormente trasformata, da rappresentazione matematica del pixel a 256 valori, in rappresentazione matematica del pixel a 2 valori; 0 = pixel nero, 1 = pixel bianco (rappresentazione binaria 0/1 dell'immagine).
Per fare ciò, il valore del pixel a 256 livelli, viene confrontato con un valore di soglia impostato; se il pixel risulta avere valore inferiore al valore di soglia, lo stesso viene impostato a 0 (nero), altrimenti viene impostato a 1. Così facendo si ottiene un'immagine che, dato un valore di soglia, si divide in soli pixel neri (sotto soglia) e pixel bianchi (sopra soglia).

Descrittore o sagoma (ROI, GAOI, AOI): Indica un'area, che può avere forme diverse, in cui eseguire una certa funzione. Antares lavora sia su descrittori geometrici (rettangoli, cerchi, ellissi), sia su descrittori generici, ricavati durante l'esecuzione del programma a partire dal contorno del pezzo.

Diaframma: Per diaframma si intende un sistema di micromeccanica, posto all’interno dell’obbiettivo della telecamera, che consente di regolare la quantità di luce che dovrà colpire il CCD tramite la variazione del diametro di un’apertura costituita dal diaframma stesso. Quando l’apertura è molto aperta si ottiene una luminosità massima ma anche una peggiore definizione dell’immagine ed una minore profondità di campo.
Chiudendolo, contrariamente, si migliora la nitidezza (dato che i raggi di luce passano esclusivamente nella parte centrale delle lenti) e si aumenta la profondità di campo.

Digitalizzazione: È la fase in cui l'immagine viene trasformata da segnale analogico (di corrente) a valore numerico corrispondente (digitale), memorizzando poi lo stesso in matrice. Un'immagine digitalizzata è la trasformazione di un'immagine reale in una corrispondente rappresentazione numerica della stessa. Nella fase di digitalizzazione, l'immagine viene trasformata da punti ottici (pixel) a valori digitali in memoria, con corrispondenza in matrice. Fra il pixel fisico nella matrice del CCD della telecamera ed il relativo valore numerico nella matrice di memoria, non esiste solo una corrispondenza di coordinate, ma anche un rapporto fra luminosità letta dal pixel durante la fase di acquisizione ed il valore digitale memorizzato per lo stesso.
Più precisamente, se il pixel durante l'acquisizione inquadra una zona bianchissima dell'immagine, il relativo valore di memoria è 255; se invece il pixel inquadra una zona molto buia o nera, il relativo valore in memoriaè 0. Luminosità intermedie vengono scalate di conseguenza. Il pixel può essere rappresentato con valori matematici a 256 livelli che vanno da 0 (nero) a 255 (bianco). Nel caso di telecamere a colori, ciascun pixel ha un valore che racchiude tre misure specifiche: il livello di rosso, di verde e di blu (RGB) del pixel stesso.

Ethernet: Interfaccia per il collegamento e lo scambio dati reciproco di più dispositivi. Sui dispositivi è contraddistinta da un connettore chiamato RJ45, simile al doppino telefonico ma di maggiore dimensione. Su questa interfaccia viaggiano pacchetti di dati dai dispositivi al PC e viceversa, attraverso protocolli di tipo diverso (TCP, UDP, …). Consente di collegare un numero pressoché illimitato di devices ai quali consente di scambiare informazioni alla velocità di 100Mbit/secondo.

Hardware: Tutto quello che costituisce la parte elettronica del sistema di visione (cioè la parte "solida").

Indirizzo IP: In una rete di dispositivi, ciascuno di essi deve avere un indirizzo univoco che lo distingua dagli altri, utilizzato come indirizzo mittente o di destinazione per i pacchetti di dati. Tale indirizzo viene chiamato “Indirizzo IP” (dove IP sta per Internet Protocol), e si presenta come un gruppo di quattro cifre separate da tre punti, per esempio: 192.168.0.2. Ciascuna cifra può avere un valore compreso tra 0 e 254 (il 255 ha un significato particolare).

Ingressi e Uscite o I/O: Si tratta dei dispositivi che scambiano segnali digitali in Ingresso o in uscita dal sistema. Compongono l'interfaccia elettrica alla quale l'utente potrà collegare le parti elettromeccaniche della sua macchina (es. fotocellule che "leggono" la presenza dell'oggetto da controllare, segnali di uscita per esito dell'operazione di controllo Pezzo Buono / Pezzo Scarto). È il modo più semplice per lo scambio di dati tra il device e gli altri dispositivi presenti nella linea di produzione.

Linea seriale RS232: È una porta elettrica di connessione tra Antares ed altre apparecchiature. A differenza delle porte di ingresso/uscita sulle quale viaggia un segnale elettrico del tipo "acceso o spento", la seriale permette di comunicare in modo più completo, passando dati numerici o alfanumerici quali risultati, esiti e altro ancora.

Matrice: Questo termine viene usato per definire molteplici aspetti dell'immagine acquisita dalla telecamera; per matrice si intende quell'insieme di pixel raccolti in righe e colonne che formano il CCD (elemento fotorecettore) della telecamera dove viene impressa l'immagine da analizzare. Per matrice si intende anche la zona di memoria nella quale, rispettando la disposizione righe/colonne (come nel sensore CCD) si memorizza l'immagine digitalizzata. In pratica si riproducono in memoria una serie di righe e colonne nelle quali viene inserito il valore numerico del pixel corrispondente nella matrice del CCD.

Messa a fuoco: Si intende la regolazione ottica dell’obbiettivo eseguita la fine di ottenere un’immagine con la maggior nitidezza possibile.

Pezzo, Oggetto: È l'oggetto che il sistema di visione deve analizzare per controllarne le caratteristiche.

Pixel: I nostri occhi vedono le cose che ci circondano come un insieme continuo di colori e forme, grazie ad un complesso sistema chimico-biologico di trasformazione della luce in impulsi elettrici. La telecamera è paragonabile al nostro occhio, anche se molto meno sofisticata; trasforma l'immagine in un segnale elettrico che viene spedito al sistema di analisi e reinterpretato in esso per ricostruire l'immagine di partenza. Tale fase, denominata digitalizzazione, provvede a semplificare moltissimo l'immagine, la quale viene ricostruita in una griglia da un certo numero di punti in orizzontale ed in verticale (per esempio 640 per 480, cioè circa 300’000 punti), dove ogni punto, detto pixel, può presentarsi con una tonalità di grigio su una tavolozza di 256 possibili tonalità. Dato che i "computer capiscono solo numeri" (verità popolare!), ad ogni tonalità viene associato un valore numerico che aumenta con il crescere della luminosità del grigio: 0 (zero) per il nero, 1 per il grigio scurissimo, 2 per il grigio un po' meno scuro, ..., 250 per il grigio chiarissimo, ..., 255 per il bianco. Nel caso di telecamere a colori, ciascun pixel ha un valore che racchiude tre misure specifiche: il livello di rosso, di verde e di blu (RGB) del pixel stesso.

Profondità di campo: Parametro ottico legato al tipo di obiettivo, alla distanza dall’oggetto ed all’impostazione del diaframma. Identifica l’intervallo di distanza dall’obbiettivo entro il quale l’oggetto rimane comunque a fuoco. Avere una buona profondità di campo significa ottenere un’immagine in cui sia i particolari in primo piano che quelli in secondo piano hanno una buona nitidezza.

Reset asincrono: Molto spesso il sistema di visione viene installato su una linea di produzione dove i pezzi da controllare viaggiano a grande velocità. Per consentire l’acquisizione nell’attimo preciso in cui l’oggetto transita sotto la telecamera, si utilizza un sensore (es. una fotocellula), il cui segnale di uscita viene utilizzato come inizio per l’acquisizione. Per reset asincrono si intende la capacità della telecamera di acquisire l’immagine esattamente nell’istante in cui perviene il segnale dalla fotocellula, senza alcun ritardo.
Solo in questo modo è assicurata la corretta inquadratura del pezzo, che, altrimenti, rischierebbe di sbordare parzialmente dal quadro a seconda del ritardo introdotto.

RGB: Termine utilizzato per rappresentare i tre colori principali (rosso verde e blu) utilizzati dai CCD a colori. Da queste tre componenti, opportunamente “dosate”, si ricavano tutti i colori che il sistema è in grado di gestire, il cui numero può variare a seconda dell’architettura hardware del dispositivo. Generalmente quelli utilizzati possono avere 65536 colori o circa 16 milioni di colori.

Risoluzione: E' un valore numerico per l'asse immagine X e per quello Y che definisce il numero di pixel presenti nella matrice (o griglia) dell'immagine. La risoluzione dipende dai vari modelli di telecamera che possiamo utilizzare con il prodotto Antares. Esistono molte tipologie di telecamere aventi ciascuna risoluzioni diverse. Si parte da quelle denominate VGA, con risoluzione di 640x48 pixel, sia in bianco e nero che a colori, a quelle con risoluzione molto più grande, per esempio da 1600x1200 pixel. Nel caso di telecamere di linea, la risoluzione è espressa solo in una direzione (es. 2048 pixel), poiché l’altra dimensione corrisponde a 1, nel caso dei sensori in B/N, o 3 per quelli RGB.

Shutter o Tempo di Esposizione: Equivale al tempo di Esposizione fotografico ed è il tempo (espresso in microsecondi 1S/1000000) in cui il fotorecettore CCD viene impresso dalla luce proveniente dall'immagine (viene fissata l'immagine sul CCD). Naturalmente più il tempo di esposizione è lungo, più l'immagine è chiara e, se un pezzo tende a muoversi , più l'immagine è mossa; al contrario, con uno shutter basso, avremo immagine scura ma, in caso di movimento, pezzo fermo.

Sistema di Visione: Si tratta di tutto l'insieme del sistema di controllo costituito dal sistema di elaborazione, dalle telecamere, dal software, dagli illuminatori, dai cavi di collegamento ecc.

Software: È il programma creato in laboratorio ed installato nella memoria del sistema il cui fine è governare il sistema stesso (potremmo paragonarlo al "pensiero"). Lo stesso hardware può eseguire compiti completamente diversi unicamente cambiando software, così come un personal computer può eseguire operazioni di contabilità, giocare a scacchi o fungere da macchina da scrivere.

Telecamera interlacciata: Una telecamera si dice interlacciata quando il suo CCD di area non è in grado di acquisire istantaneamente tutte le righe, ma acquisisce separatamente le righe pari (even) e dispari (odd), in istanti diversi. L’insieme delle righe pari o dispari viene chiamato field. Il frame è l’insieme dei due field, il field odd (cioè l’insieme delle righe dispari) ed il field even (l’insieme delle righe pari).

Telecamera o Sensore di Visione: Si tratta di un sensore elettronico basato generalmente su tecnologia CCD (composto da fotodiodi recettori che fungono da pellicola sensibile) che, assieme all'obiettivo, rappresenta l'"occhio" del sistema di visione; trasforma la luce in un segnale elettrico che, percorrendo il cavo, viene portato nella scheda di elaborazione. Nel caso delle SmartReader, la parte di acquisizione è tutt’uno con il sistema di analisi, tranne nel caso dei modelli con testina remora.
Come per la fotografia esiste una relazione matematica ben precisa tra tipo di ottica, distanza dall'oggetto ed ingrandimento ottenuto.

Telecamera progressiva: Una telecamera con CCD di area può essere progressiva o interlacciata. Si dice che è progressiva quando il sensore acquisisce istantaneamente tutte le sue righe, sia le pari che le dispari.
Sembrerebbe una cosa scontata, eppure fino a pochi anni or sono tutti i CCD erano di tipo interfacciato. I CCD progressivi sono indispensabili quando si devono acquisire immagini di oggetti in movimento.

Telecamere di linea: Si tratta di una telecamera il cui sensore (CCD) non è costituito da una matrice di punti ma da una sola linea. L’acquisizione dell’immagine avviene, come per uno scanner, legando linea per linea le acquisizione eseguite al movimento dell’oggetto da fotografare. Di solito, per legare con precisione l’aquisizione al movimento, le telecamere di linea vengono connesse a trasduttori di posizione (encoder).