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Auteur(s)
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Laurent BUSIN : Laboratoire LAGIS UMR CNRS 8146 - Enseignant-chercheur à l'École d'ingénieurs du Pas-de-Calais (EIPC)
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Nicolas VANDENBROUCKE : Laboratoire LAGIS UMR CNRS 8146 - Enseignant-chercheur à l'École d'ingénieurs du Pas-de-Calais (EIPC)
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Ludovic MACAIRE : Laboratoire LAGIS UMR CNRS 8146 - Professeur à l'université des Sciences et Technologies de Lille (USTL)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le contrôle qualité est un domaine qui a très largement participé à l'essor de la vision artificielle, car le contrôle automatique à l'aide d'une caméra peut être exhaustif et objectif dans le temps, contrairement au contrôle effectué par une inspection visuelle humaine qui s'avère subjective.
Le contrôle qualité de l'aspect de surface par analyse d'images-lignes monochromes a fait l'objet de nombreuses applications en milieu industriel Contrôle d'aspect par vision linéaire couleur[1]. Cependant, la prise en compte de la seule information de luminance est parfois insuffisante pour inspecter les surfaces représentant des motifs colorés, où des défauts d'aspect peuvent être provoqués par des écarts locaux de couleur difficilement perceptibles par un opérateur.
Après avoir introduit dans la première partie certaines notions générales et définitions relatives aux caméras linéaires, nous détaillons les trois éléments constituant la chaîne d'acquisition des images, à savoir le dispositif d'éclairage, la caméra et la carte d'acquisition. Dans la seconde partie consacrée à l'éclairage, nous présentons les différents types de réflexion de la lumière, les diverses géométries d'éclairage qui peuvent être employées pour l'acquisition d'images-lignes par une caméra linéaire couleur, ainsi que les sources de lumière les plus courantes. Dans la troisième partie, nous abordons l'architecture d'une caméra linéaire couleur afin de bien comprendre les spécificités requises par ce type de technologie. La quatrième partie est consacrée à la présentation des cartes d'acquisition d'images-lignes connectées aux caméras linéaires couleur. Dans la dernière partie, nous montrons un exemple de contrôle industriel et détaillons le poste d'inspection de contrôle-qualité de l'aspect de motifs de verres décorés par sérigraphie. Nous montrons que le poste décrit permet l'acquisition d'images dans lesquelles sont mis en évidence d'éventuels défauts d'aspect.
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2. Acquisition d'images par caméra linéaire couleur
L'objectif de cette première partie est d'introduire certaines notions générales relatives aux caméras linéaires, ainsi que de définir certains termes utilisés dans la suite de cet article.
2.1 Principe et définitions
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Le principe de base de l'acquisition par une caméra linéaire consiste en la conversion des rayons lumineux (aussi appelés « stimuli ») réfléchis par la scène à observer en un signal vidéo à l'aide d'un capteur de forme linéaire, parfois désigné sous le terme de barrette dans la littérature. Ce capteur linéaire est constitué d'éléments photosensibles (parfois appelés pixels par abus de langage mais aussi photo-sites ou photo-récepteurs).
Leur disposition linéaire ne permet que l'observation d'une ligne de la scène restituée sous la forme d'une image-ligne, contrairement aux caméras matricielles dont les photo-récepteurs disposés sous la forme d'une matrice permettent l'acquisition d'images bidimensionnelles. La figure 1 montre un exemple de ce type de capteur et met en évidence sa forme linéaire.
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La technologie la plus répandue pour réaliser des caméras linéaires est actuellement la technologie CCD (Charge Coupled Device ) dont les photo-récepteurs produisent une tension croissante en fonction de l'intensité lumineuse qu'ils reçoivent.
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Les caméras linéaires sont notamment utilisées pour le contrôle qualitépar vision de produits plats en défilement continu ou de produits possédant un axe de révolution Contrôle d'aspect par vision linéaire couleur[1]. Par ailleurs, la taille d'un capteur d'une caméra peut atteindre 4 096 pixels pour une caméra couleur, ou 12 288 pixels pour une caméra monochrome. Ceci explique que des applications nécessitant d'acquérir des images avec une résolution importante, comme l'inspection de produits de grandes dimensions, utilisent des caméras linéaires.
Ces caméras fournissent des images-lignes acquises à...
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