画像品質の最適化#
フォーカス#
焦点を絞ったイメージを得るには、次の点を考慮してください。
- レンズは、レンズマウントの奥までねじ込む必要があります。
- レンズのガラス表面はきれいでなければなりません。
- ターゲットオブジェクトはレンズのフォーカス範囲内になければなりません。
焦点深度#
対象物がカメラから異なる距離にある場合は、焦点深度を考慮する必要があります。焦点深度は、すべての対象物に焦点が合って見えるように十分深くする必要があります。
- レンズ絞りを閉じる（絞りリングを回してF値を高くする）と、焦点深度が大きくなります。逆の場合も同様です。
- 絞りを閉じると、カメラのセンサーに到達する光の量が減少し、画像が暗くなります。
明るさ#
画像の明るさは、次の要因によって決まります。
照明#
- Baslerは、できるだけ明るい照明を使用することをおすすめしますが、極端に高い輝度は避ける必要があります。これにより、極端なカメラ設定を使用してカメラを操作しなくて済みます。
- CCDセンサーから取得した画像では、明るすぎるとスミア（画像の白の縞模様）やブルーミング（コントラストを損なう局所的な過飽和）などのアーティファクトが発生します。拡散する輝度の低い照明を選択することで、スミアとブルーミングの発生頻度を抑えられます。
- 十分な明るさの照明が使用できない場合は、光の利用に最適化されたレンズを選択できます。
レンズ絞り#
- レンズ絞りを開くと、カメラのセンサーに届く光が増え、画像が明るくなります。
- レンズ絞りを開くと、光学収差の影響も大きくなります。これにより、画像の歪みが生じ、光の輝度がセンサーの端に向かって低下します（口径食）。さらに、焦点深度が小さくなります。
Exposure Time#
- カメラのExposure Time設定を大きくすると、画像の明るさを上げることができます。これにより、ピクセル読み出し用に収集される光子の量が増加します。
- 露光時間設定を大きくすると、カメラのフレームレートが低下する場合があります。動いている物体の画像を取得している場合は、露光時間の設定を大きくするとモーションブラーが増加することがあります。
Gain#
- カメラのGain設定を上げると、画像の明るさも上がります。
- アプリケーションで極端なコントラストが必要な場合を除き、画像の最も明るい部分で細部が見える状態のままであることを確認する必要があります。
- ゲインを上げると画像ノイズが増加します。
Black Level#
- カメラのBlack Level設定を変更すると、画像の明るさを変更できます。
- 通常は、画像の最も暗い部分で細部が見える必要がある場合にのみ、黒レベル設定を大きくする必要があります。
Exposure Time#
露光時間の設定により、センサーが光に露出される時間間隔が決まります。
次のように、静止している物体または動いている物体のどちらの画像を取得するかを考慮した露光時間設定を選択します。
- 対象物が動いていない場合は、長い露光時間設定を選択できます。露光時間を長く設定すると、カメラの最大許容撮影フレームレートが低下し、画像にアーティファクトが現れる可能性があります。
- 対象物が動いている場合は、モーションブラーを防ぐために露光時間を短く設定します。原則として、露光中に対象物の画像が1ピクセルを超えて移動しないように、十分に短い露光時間を選択します。
Gain#
Gainは、各ピクセルの読み出しを特定の係数で増幅します。したがって、信号とノイズの両方が増幅されます。
- ゲインを上げると、画像コントラストが高くなります。
- ゲインを上げると、画像が明るくなります。アプリケーションで極端なコントラストが必要な場合を除き、ゲインを上げる際は、画像の最も明るい部分で細部が見える状態のままであることを確認してください。
Contrast#
明るさが異なる物体が大きく異なるグレー値で表されている場合に、画像のコントラストが強くなります。用途の多くでは、画像で幅広いグレー値を表示する場合に、最適なコントラストが得られます。画像の最も暗い部分でも明るい部分でも細部が鮮明に見える状態です。ただし、一部の用途では、極端なコントラストが必要な場合があります。
- カメラのゲイン設定を大きくすると、画像のコントラストを高くすることができます。Gainにより、ピクセル読み出しが増幅されます。
- 黒レベルを高く設定すると、コントラストが高くなりません。Baslerは、黒レベルを64以下に設定することをおすすめします（8ビット出力を超える場合）。
- CCDセンサーから取得した画像では、画像が明るすぎると、局所的な過飽和（ブルーミング）によってコントラストが損なわれる場合があります。拡散する輝度の低い照明を選択することで、スミアとブルーミングの発生頻度を抑えられます。
- レンズ絞りを閉じると、画像の明るさが減少するだけでなく、画像の端に向かってコントラストが高くなります。
- 不十分な照明を使用して暗い画像を作成する必要がある場合は、ノイズの影響でぼやけが認められる場合があります。指定温度範囲の上限付近でカメラを操作すると、特に影響が目立つことがあります。カメラの動作温度を下げることでコントラストを高くすることができます。ゲインを上げてもSN比を改善できないことに注意してください。ゲインを上げると、信号とノイズの両方が同じ割合で増加します。
ホワイトバランス#
- カラーカメラを使用している場合、ホワイトバランスを調整する際に使用する対象物は、均一なグレーであり、カメラの視野全体を埋める必要があります。この対象物の画像が均一な灰色を示していれば、ホワイトバランスは正しいことになります。
- 黒レベル設定を変更するとホワイトバランスも変化します。したがって、Baslerは、黒レベルを設定してからホワイトバランスを確認することをおすすめします。
- ホワイトバランスをチェックする際は、画像が露出不足にも露出過度にもなっていないことを確認してください。