Glosario

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A

Análise de imagem

Software que inclui uma série de funções e ferramentas de processamento e medição, com o que um PC pode tomar decisões sobre o objeto da imagem

Analógico

Normalmente refere-se às câmaras analógicas que não tem saída digital. Estas câmaras proporcionam um sinal parecido ao da TV que deve ser digitalizado num PC através de um frame grabber para poder ser utilizado em sistemas de visão artificial.

Aquisição de imagem

Refere-se à forma como um PC obtém uma imagem proveniente de uma câmara

Auto íris

Algumas óticas/lentes, especialmente as que são utilizadas em exteriores, incorporam um sistema tipo galvanómetro para controlar a abertura ou íris da lente. Existem dois tipos de auto íris: DC-Iris e vídeo-íris.

B

Bin Picking

é uma metodologia utilizada em sistemas de Robótica Guiada por Visão (Visión Guided Robotics – VGR) em que peças amontoadas de forma aleatória são selecionadas e extraídas de dentro de um contentor (container), utilizando um sistema de visão para a localização e um sistema robótico para a extração e posterior recolocação.

Binning

é a técnica de combinar píxeis adjacentes num sensor para criar menos píxeis, porém maiores. O binning combina o valor de píxeis adjacentes de forma que incrementa a sensibilidade efetiva da câmara.

Blobs (Análise)

Um algoritmo utilizado em visão artificial que identifica objetos segmentados e realiza uma medida segundo parâmetros morfométricos (tamanho, diâmetro, perímetro, …) ou densitométricos (nível de cinzento, média, cor).

C

Câmara de área

Refere-se ao sensor da câmara composto por uma matriz de píxeis retangulares. As câmaras de área são as mais comuns e são denominadas também como câmaras matriciais.

Câmaras inteligentes

é uma câmara que inclui um processador e software de análise de imagem integrados, e que é capaz de realizar aplicações de visão de forma autónoma sem a necessidade de estar conectada a um PC.

CameraLink

é uma das interfaces mais utilizadas nas câmaras digitais. Oferece alta transferência de dados, porém está limitada em relação à distância de cabos. A máxima velocidade de transferência que se pode alcançar é de 680Mb/s

Capacidade limite de armazenamento

Conhecido como Full Well Capacity, é a capacidade que um píxel tem de armazenar fotões antes da saturação, expressada em electrões. Quanto maior for a superfície sensível do píxel maior a capacidade de armazenar fotões.

CCD

CCD é o acrónimo de Charge-Coupled Device. Um sensor CCD é um dispositivo semicondutor sensível à luz, que converte as partículas de luz (fotões) em cargas elétricas (electrões). As câmaras CCD são um dos tipos de câmaras que dominam o mercado da visão artificial, juntamente com as câmaras CMOS.

CMOS

é o acrónimo de Complementary Metal Oxide Semiconductor. Esta tecnologia funciona como um fotodíodo onde a luz gera uma corrente que é representativa da quantidade de luz que incide em cada píxel, portanto difere significativamente da tecnologia CCD. Há um número de vantagens na utilização dos sensores CMOS em relação aos CCD, entre elas destacam-se o custo, velocidade, anti-blooming e algumas características de resposta programável (ex. resposta com múltiplos declives).

D

Dark Current (Corrente negra)

é a acumulação de electrões no sensor de imagem CCD ou CMOS, que são gerados termicamente ao invés da luz incidente. é um tipo de ruído que é especialmente problemático em aplicações com baixa iluminação e que exige longos tempos de exposição.

DCAM

DCAM ou IIDC é uma interface de software standard para a comunicação com câmaras Firewire – IEEE 1394. é um conjunto de registos standardizados. Se uma câmara possui DCAM, quer dizer que o seu controlo de registos e suas estruturas de dados estão de acordo com as especificações do standard, de maneira que esta câmara pode-se conectar sem problemas a sistemas e programas que utilizam este standard. Atualmente as versões deste standard são IIDC1.30 e IIDC1.31.

Decibéis ou dB

Uma unidade logarítmica de medida. Quando se utiliza em câmaras digitais esta unidade descreve a relação de sinal/ruído ou a gama dinâmica. Quanto maior o valor melhor a qualidade da imagem.

Deep Learning

é uma ramificação da inteligente artificial cujo objetivo é desenvolver técnicas que permitam os computadores aprender. De forma mais concreta, trata-se de criar programas capazes de generalizar comportamento a partir de uma informação não estruturada fornecida em forma de exemplos.

E

Escala de cinzas (cinzentos)

Na visão este termo refere-se a uma imagem monocromática com uma graduação de cinzentos. Uma câmara monocromática que trabalha a 8-bits gera uma imagem com 256 tons de cinzento. Se a câmara trabalha a 12-bits a sua escala de cinzentos será de 4096 níveis.

F

Filter Driver

Com respeito às câmaras Gigabit Ethernet, um “filter drive” ou filtro é utilizado para reduzir a carga do CPU quando se trabalham grandes volumes de dados procedentes de câmaras GigE, filtrando os dados da imagem dos packs Ethernet a baixo nível, de forma a que o CPU não tenha que o fazer. Utilizando um filter drive pode-se reduzir de forma significativa a carga do CPU associada à captura da imagem.

Firewire

Uma interface standard de PC com várias versões denominadas também IEEE-1394a ou IEEE-1394b. Trata-se de uma interface série digital rápida de baixo custo e com fácil conectividade (“plug-and-play”), muito utilizada em câmaras de visão de todo o tipo de aplicações.

Frame Grabber (Framegrabber)

Este é o nome que utiliza a indústria da visão artificial para denominar a placa de captura e/ou processo que é utilizada como interface entre as câmaras analógicas ou as Câmaras CameraLink, CameraLink HS, CoaXpress e o PC.

Full Well Capacity

Ver Capacidade Limite de Armazenamento.

G

Gaging (Gauging)

Quando se refere à visão artificial significa uma medida dimensional sem contato de um objeto utilizando as imagens captadas pelas câmaras.

Gama dinâmica (Dynamic Range)

A relação de sinal máximo relativo ao mínimo mensurável, geralmente medida em decibéis ou dB. A gama dinâmica é utilizada normalmente de forma similar à SNR (relação sinal/ruído). Também se expressa as vezes como Gama Dinâmica ótica.

Gama Dinâmica Estendida (Extended Dynamic Range)

Algumas câmaras CMOS utilizam o que se denomina multi-declive, ou Knee LUT, ou gama dinâmica estendida. O multi-declive proporciona um modo não linear que permite visualizar ao mesmo tempo zonas muito escuras e muito claras na mesma imagem.

Ganho (Gain)

é o mesmo conceito que se tem quando se utiliza o regulador de contraste de uma TV. é uma multiplicação do sinal. Em termos matemáticos, controla o declive da curva exposição/tempo. A câmara deveria funcionar com o menor ganho possível, já que o Ganho não só multiplica o sinal como também incrementa o ruído. O Ganho é muito útil quando se trabalha com baixos tempos de exposição (por exemplo, quando o objeto se move muito rapidamente e não queremos que apareça movido ou desfocado na imagem), mas ao mesmo tempo não existe iluminação suficiente.

Genicam ou GenCam

é uma interface de câmara apoiado pela European Machine Vision Association (EMVA) que oferece uma interface de software independente do hardware da câmara.

Gigabit Ethernet

Uma interface standard da indústria, também denominada “GigE”, “GbE”, “1000-speed”, etc, que é utilizada para redes de alta velocidade, capaz de transferir a 1000 megabits por segundo. Gigabit Ethernet foi adaptado às câmaras de alto rendimento para aplicações industriais. Esta interface de rede foi adaptada para a sua utilização em câmaras de visão artificial com o nome de GigE Vision.

GigE Vision

é uma interface standard promovida pela AIA (Automated Imaging Association), para câmaras de visão artificial de altas prestações, baseado em Gigabit Ethernet. GigE Vision inclui uma interface hardware standard (Gigabit Ethernet), protocolos de comunicação e controlo de registos standardizados para as câmaras. Os controlos de registos para as câmaras estão baseados numa estrutura de comandos denominados GenICam.

Global Shutter

Esta nomenclatura utiliza-se normalmente com câmaras CMOS, em oposição ao Rolling Shutter. Ainda que alguns fabricantes a utilizam em câmaras CCD de forma analógica ao termo Progressivo. é um método de funcionamento das câmaras que consiste em que todos os píxeis da câmara capturem a luz ao mesmo tempo, durante o tempo de obturação ou shutter. Este método de funcionamento é fundamental em visão artificial quando desejam captar imagens em movimento

H

Histograma

é uma representação gráfica dos valores de todos os píxeis da imagem. Geralmente à esquerda do gráfico representa o valor zero, correspondente ao negro e à direita representa o valor máximo (que depende do numero de bits) correspondente ao branco. A curva do histograma representa a quantidade de píxeis que cada valor de cinzento ocupa na imagem. Se a imagem é a cores, é normal representar o histograma de valores vermelho, verde e azul.

I

IIDC

Ver DCAM

Imagem Digital

Refere-se à captura de uma imagem de forma que a imagem resultante é expressa em dados digitais, facilmente analisados por um PC.

Integração

Refere-se geralmente aos trabalhos de montagem de componentes de um sistema de visão (iluminação, óticas/lentes, câmaras, cabos, acessórios, software, etc)

Integrador de Sistemas

Companhia que se dedica a fazer a integração de sistemas de visão, conjuntamente com sistemas de robótica e/ou automação industrial.

Interline Transfer

Uma arquitetura de funcionamento do CCD onde existe um canal opaco vertical entre as colunas de píxeis do sensor. Este tipo de CCD não necessita de obturador mecânico, no entanto a gama dinâmica e a resolução são reduzidas devido a esta coluna mascarada entre as colunas sensíveis à luz.

IR Lens

Uma ótica desenhada especificamente para corrigir aberrações cromáticas nos comprimentos de onda infravermelha. As óticas IR devem ser utilizadas nos casos em que as câmaras recebam luz visível e infravermelha, se não utiliza este tipo de ótica é possível que se vejam as imagens desfocadas quando se muda um tipo de iluminação infravermelha para uma luz visível.

J

Jumbo Frames

São os tamanhos de packs de dados utilizados em cada imagem transferida digitalmente via GigaEthernet. é o método mais utilizado para reduzir a sobrecarga de transferência da câmara ao PC. Estes blocos de dados de grande tamanho são denominados Jumbo Frames.

K

L

Linescan (Linear Array)

Uma câmara linear tem apenas uma linha de píxeis. Captura a imagem adquirindo linha a linha o objeto que passa diante dela.

M

Manual Focus

Refere-se às óticas/lentes que devem ser focadas manualmente movendo a rosca do foco. São portanto, opostas às óticas auto-focus que focam automaticamente ou as óticas com foco motorizado que podem focar-se mediante a um PC ou joystick.

Megapíxel

é o nome dado a um milhão de píxeis – com referência à resolução espacial de uma câmara. Assim uma câmara com resolução de 1300×1024 píxeis diríamos que tem 1.3 megapíxeis.

Microlente

Uma tecnologia utilizada em algumas câmaras CCD e CMOS onde cada píxel está coberto por uma pequena lente que direciona a luz diretamente à parte sensível do sensor.

N

NIC

Sigla procedente de Networking Interface Card. é uma placa de interface Ethernet/GigaEthernet que permite transferir as imagens digitais procedentes da câmara com esta saída.

O

Ótica rápida (Fast Lens)

Uma ótica que captura muito bem a luz. óticas com valores de número F muito baixo. Uma lente deste tipo teria um número F de 0.95. Utilizam-se para aplicações onde existe pouca luz ou para capturas a altas velocidades com tempos de exposição muito baixos.

P

Pick and Place

é um sistema de Robótica Guiada por Visão (Vision Guided Robotics – VGR) que identifica uma peça individualizada mediante um sistema de visão, procedendo um posterior agarre e posicionamento mediante um sistema robótico.

Píxel

Abreviação de “Picture Element”. O elemento individual de uma imagem digital.

Profundidade de Campo (Depth of Field)

A profundidade de campo refere-se ao campo de visão de uma imagem que aparece focado. Quando se utiliza uma ótica, especialmente em distâncias curtas, os objetos que estão ou muito próximo ou muito longe da câmara apareceram desfocados. A profundidade de campo aumenta se a abertura da lente é pequena (número F grande) e a profundidade de campo aumenta com uma abertura grande (número F pequeno).

PTP – Precision Time Protocol

Sistema de sincronização por hardware de câmaras Gigabit Ethernet, que permite velocidades de sincronização de aproximadamente 10 nano segundos.

Q

R

Readout

Pode-se definir como velocidade de transferência e refere-se à forma como os dados se transferem desde o sensor até ao PC. A velocidade de transferência é um dos parâmetros importantes a ter em conta nas câmaras, quanto maior a velocidade de transferência maior será o número de imagens capturadas num período de tempo determinado.

Região de Interesse (ROI)

Também denominada área de Interesse (AOI) refere-se a uma função da câmara, onde apenas uma parte, normalmente retangular, da imagem é enviada à saída para ser processada. O resultado não serve apenas para obter uma imagem menor do que o tamanho do sensor, mas também para aumentar a velocidade de transferência de forma proporcional. Também pode denominar-se captura parcial.

Resolução Espacial

A medida de como um sensor ou uma câmara pode distinguir os objetos pequenos. Normalmente não depende apenas do número de píxeis, mas depende também da resolução da lente.

Rolling Shutter

Alguns sensores CMOS funcionam desta maneira, de maneira que as linhas da imagem são adquiridas de forma consecutiva em diferentes momentos de exposição. Este tipo de funcionamento não pode ser utilizado para objetos em movimento, exceto se está sincronizado com um sistema de iluminação estroboscópica.

S

Sensibilidade

A medida de sensibilidade do sensor da câmara à quantidade de luz que recebe.

Sincronismo (Sync)

Um sinal externo gerado por uma câmara ou outro dispositivo que pode ser utilizado para sincronizar a câmara com eventos externos como uma iluminação flash ou outras câmaras.

Sub-amostragem (Subsampling)

Técnica que permite selecionar píxeis alternados de um sensor para gerar imagens de menor resolução, ainda que mantendo o mesmo campo de visão.

T

Tempo de exposição

é a quantidade de tempo que o sensor está exposto à luz. Este é o controlo que se utiliza para ajustar a câmara às condições de luz da imagem a ser capturada (antes de utilizar o ganho e o offset).

Tempo de Integração

Também denominado tempo de exposição. Este é o período de tempo que o sensor da imagem está exposto à luz enquanto se captura a imagem. é equivalente ao tempo de exposição das câmaras fotográficas com filme fotográfico. Quanto maior for o tempo de exposição, maior é a quantidade de luz que é capturada. As condições de baixa iluminação precisam de longos tempos de integração.

Trigger

Uma entrada de uma câmara digital que inicia a captura da imagem ou sequência de imagens. Também é um sinal elétrico ou grupo de sinais utilizado para sincronizar uma ou várias câmaras com um evento externo.

U

V

Velocidade de captura (Frame Rate)

é a medida da velocidade da câmara. A unidade de medida é “imagens por segundo” (img/s) e define-se como o número de imagens que uma câmara pode capturar num segundo. Também se utiliza este termo quando se utilizam regiões de interesse, podendo alcançar, deste modo, velocidades de milhares de imagens por segundo.

W

X

Y

Z