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新品发布 | 慕藤光发布MCI计算光学成像系统,提升机器视觉成像输出
发布时间:2024-11-29 09:14:03 访问数:125
慕藤光发布MCI(Mvotem Computational Imaging, MCI)计算光学成像系统,提升机器视觉成像输出,拓宽应用场景需求。

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突破传统单次成像局限,计算光学成像大有可为

计算成像(Computational Imaging, CI)技术是一种通过结合光学编码和计算方法来提升相机成像性能或增添新颖功能的先进技术。它不仅增强了传统几何光学的应用,还融合了物理光学中的关键要素,如偏振、相位和轨道角动量等,以信息传递为核心,从多个维度捕获光场数据,是新一代的光电成像技术


传统的单次成像技术在处理复杂成像问题时常有不足,而计算成像技术通过多张照片的组合和处理,提供了更高质量的图像和新的成像功能。借助数学和信号处理技术,深入挖掘光场信息的潜在价值,通过复杂的物理过程解读,揭示出更高层次的信息,提高了图像质量和信息内容的丰富性,同时在一定程度上减少了对需要不断升级的高性能机器视觉设备的依赖。


为了降低硬件依赖并满足成像过程中对明暗场融合、多维度成像等多样化应用场景的需求,慕藤光凭借在机器视觉领域的深厚积累和计算成像算法的领先优势,正式推出了全新的成像算法平台:慕藤光计算光学成像系统(Mvotem Computational Imaging, MCI),简称为慕藤光MCI系统


慕藤光MCI系统是基于计算成像算法构建的平台,从各种光源控制和照明条件下捕获的输入图像中提取并计算数据。通过综合运用多种算法的策略性组合,该系统对图像执行高效处理,从而生成一张或多张完全符合机器视觉应用场景和特定需求的图像。MCI系统通过多张照片的拍摄与精细处理,提供了卓越质量的机器视觉图像,有效克服了传统单次成像技术在应对复杂成像挑战时的局限性。此外,它还突破了传统光学成像技术在光学系统设计、探测器制造工艺、工作环境及能耗成本等方面的约束。


02

轻量化模型算法,“知识蒸馏”实现规模压缩和加速

尽管当前机器视觉软件对深度学习和超级模型的部署有着巨大的需求,但由于内存、功耗和计算资源有限,高精度、高性能的卷积神经网络模型直接部署会导致存储空间不足、计算效率不高、资源浪费较多等问题。慕藤光MCI系统聚集视觉”定位、识别、测量、检测“四大核心应用需求,采用”知识蒸馏“技术,将复杂高精度网络模型的知识迁移到简单紧凑模型上,从而达到算法模型轻量化的目的。借助自动搜索和优化技术,该系统能够生成适配视觉处理的紧凑模型结构和配置,进而大幅缩减模型的体积及运行时长。

亮点一:算法模块自由组合,满足各类成像需求
慕藤光MCI系统搭载了十余种先进的成像调节算子,显著提升了计算光学成像的品质。MCI系统的算子功能丰富多样,涵盖了明暗场融合(Bright Field/Dark Field )、多曝光亮度融合(High Dynamaic Range Imaging)、超景深融合(Extend Depth of Field)等。从计算照明控制照明的结构和方式,到图像捕捉不同的光照和光学条件下一系列输入的图像,对图像处理时的图像增强、降噪、特征提取与合成,每一类算子都针对特定的输出图像质量进行了多维度的精细与优化,能够灵活应对各种场景下的视觉成像需求。
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图:慕藤光MCI系统算法流程演示图

  • 明暗场融合

明暗场融合,即使用组合的明场/暗场照明方式,通过将明场图像和暗场图像结合,生成一张包含所有图像特征的输出图像。

例如,在运用明场暗场融合成像功能检测观察玻璃碎片时,明场图像能够呈现液滴和较大颗粒,却难以展示细微的表面细节,而暗场成像则能凸显划痕,清晰地展现出所有的表面细节,轻松辨认裂缝、坑洼及显微粒子等。慕藤光MCI系统的明暗场融合功能,通过将亮场图像与暗场图像融合,所合成的图像既包含既包含亮场照明的特征,又兼具暗场照明的细节,生成一个包含在这两种照明方式下的各类特征或缺陷的输出图像,从而达到更为理想的效果。

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图:明暗场融合检测观察玻璃碎片缺陷

  •     多曝光亮度融合

多曝光亮度融合通过迅速连续拍摄多张具有不同曝光级别的照片,运用算法将这些照片里的有用像素进行加权组合,便能生成一幅高动态范围的成像,同时呈现出亮部和暗部的细致之处,有效避免过曝或欠曝的情况发生。

例如,在倒装芯片封装制备凸点前,金属沉积占到了全部成本的50%以上。为了提升凸点与芯片表面焊盘之间的黏附性,防止凸点材料与芯片金属焊盘之间发生化学反应或相互扩散,在凸点成型过程中检测芯片表面焊盘至关重要。这不仅可以保护芯片免受化学或物理损伤导致短路,还可以增加凸点的机械强度,确保芯片的品质。

多曝光融合功能通过融合多张曝光程度各异的芯片焊盘表面图像,我们可以实现焊盘表面不同打光效果的低、中、高曝光所呈现的爆亮点消除,能够获得更为宽广的动态范围以及更丰富的亮度细节,以有效检测表面焊盘“立碑”、“锡珠"、“桥连”等现象,提前规避短路风险,确保生产芯片的质量和可靠性。

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图:多曝光融合检测芯片表面焊盘

  •     超景深融合

随着光学放大倍数的增加,景深往往会相应减小。因此,在观察具有高度差的工件时,往往只能在一个时刻清晰地看到其中的一部分,即仅有一个高度层的部分处于对焦状态。为了全面观察整个工件,需要不断地调整物距,这显然既不直观也不便捷。

慕藤光MCI系统超景深融合功能通过合并多张不同焦距的图像,生成一张具有更大景深的清晰图像,该功能能够清晰地展示场景中的所有物体,同时不损失光线和分辨率。该功能适用物体存在高低差情况,如晶圆存在高面低面、不平滑等情况。

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图:景深融合合成高低差工件

通过自由组合系统算子的综合运用,不仅显著提升了图像的视觉效果,还为后续的图像处理、分析和应用提供了更加可靠和丰富的数据支持。无论是在半导体封装检测、医学影像分析、还是其他需要高精度图像处理的领域,慕藤光MCI系统功能都能发挥出巨大的作用。

亮点二:轻量化模式,提高项目部署效率

慕藤光MCI系统基于先进的计算成像算法,并在设计之初将客户需求置于首位。系统设计允许算子的自由编辑与组合,以满足不同场景下多样化的需求,尤其以轻量化模式下,兼具灵活性与适应性,大幅提升了项目部署效率。

在实际操作中层面,该系统采用可视化的图形界面,操作简便易用。用户只需从算法工具箱中拖拽所需模块至界面,根据具体的成像需求叠加算法模块,通过模块之间自由组合通过拖动、删除、连线实现自定义流程,这一特性让用户能够根据具体的应用场景和成像目标,快速搭建视觉流程和参数配置,实现在高效方案验证和项目落地,这不仅适用于代码基础薄弱的初级开发者,也适合高级开发人员。

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图:慕藤光MCI系统主界面

亮点三:搭载不同硬件配置,拓宽视觉应用场景

慕藤光MCI系统搭载了相机控制、光源控制、对焦系统控制和电机控制等硬件配置接口,实现了对焦传感器、镜头、光源等关键硬件的统一的配置和优化。内嵌算法确保各硬件之间的兼容和协同,建立了对外部硬件完善的控制机制。

  • 对焦控制系统:搭载图像对焦传感器与线激光对焦传感器,结合调焦轴、APO物镜和上位机,确保图像清晰度的同时,提高对焦的精确性和速度。
  • 相机控制系统:图像采集与处理,支持图像采集、保存和输出功能,满足用户在不同应用场景下的数据处理需求。
  • 光源控制系统:配备光源控制器,能够精细调节高亮、背光、同轴、暗场和穹顶光源等多种光源,并支持同轴光源调节,提供丰富的照明选择,适应不同的观察需求。 
  • 电机控制系统:包括轴控制和移动取图功能,精确控制运动轨迹,实现自动化的图像采集和处理流程,显著提高工作效率和准确性。

    
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图:慕藤光MCI系统硬件配置页面

慕藤光MCI系统通过集成先进的硬件和软件技术,构建了一个全面而高效的成像平台。

03

成像无边界,MCI系统的应用实例

慕藤光MCI系统操作平台,集成以上三大亮点,不仅具备强大的图像对焦能力和分析处理能力,还能够根据不同的应用场景需求,提供自主定制化的成像解决方案。无论是精密制造、视觉成像、半导体检测还是医疗影像等领域,都能够凭借其出色的系统集成效果和稳定的成像输出,为各种复杂应用场景提供有力的支持。

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MCI计算光学成像系统平台应用场景丰富,涵盖3C、新能源、汽车制造、物流、食药品包装等行业。作为智能成像光学系统引领者,慕藤光始终践行“专业、创新、高效、进取”的企业核心价值观,将不懈探索,以专业智慧发展光学技术,始终用前沿技术打破行业壁垒,实现创新突破!