慕藤光發(fā)布MCI（Mvotem Computational Imaging, MCI）計(jì)算光學(xué)成像系統(tǒng)，提升機(jī)器視覺(jué)成像輸出，拓寬應(yīng)用場(chǎng)景需求。01
突破傳統(tǒng)單次成像局限，計(jì)算光學(xué)成像大有可為
計(jì)算成像（Computational Imaging, CI）技術(shù)是一種通過(guò)結(jié)合光學(xué)編碼和計(jì)算方法來(lái)提升相機(jī)成像性能或增添新穎功能的先進(jìn)技術(shù)。它不僅增強(qiáng)了傳統(tǒng)幾何光學(xué)的應(yīng)用，還融合了物理光學(xué)中的關(guān)鍵要素，如偏振、相位和軌道角動(dòng)量等，以信息傳遞為核心，從多個(gè)維度捕獲光場(chǎng)數(shù)據(jù)，是新一代的光電成像技術(shù)。
傳統(tǒng)的單次成像技術(shù)在處理復(fù)雜成像問(wèn)題時(shí)常有不足，而計(jì)算成像技術(shù)通過(guò)多張照片的組合和處理，提供了更高質(zhì)量的圖像和新的成像功能。借助數(shù)學(xué)和信號(hào)處理技術(shù)，深入挖掘光場(chǎng)信息的潛在價(jià)值，通過(guò)復(fù)雜的物理過(guò)程解讀，揭示出更高層次的信息，提高了圖像質(zhì)量和信息內(nèi)容的豐富性，同時(shí)在一定程度上減少了對(duì)需要不斷升級(jí)的高性能機(jī)器視覺(jué)設(shè)備的依賴。
為了降低硬件依賴并滿足成像過(guò)程中對(duì)明暗場(chǎng)融合、多維度成像等多樣化應(yīng)用場(chǎng)景的需求，慕藤光憑借在機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域的深厚積累和計(jì)算成像算法的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，正式推出了全新的成像算法平臺(tái)：慕藤光計(jì)算光學(xué)成像系統(tǒng)（Mvotem Computational Imaging, MCI），簡(jiǎn)稱為慕藤光MCI系統(tǒng)。
慕藤光MCI系統(tǒng)是基于計(jì)算成像算法構(gòu)建的平臺(tái)，從各種光源控制和照明條件下捕獲的輸入圖像中提取并計(jì)算數(shù)據(jù)。通過(guò)綜合運(yùn)用多種算法的策略性組合，該系統(tǒng)對(duì)圖像執(zhí)行高效處理，從而生成一張或多張完全符合機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用場(chǎng)景和特定需求的圖像。MCI系統(tǒng)通過(guò)多張照片的拍攝與精細(xì)處理，提供了卓越質(zhì)量的機(jī)器視覺(jué)圖像，有效克服了傳統(tǒng)單次成像技術(shù)在應(yīng)對(duì)復(fù)雜成像挑戰(zhàn)時(shí)的局限性。此外，它還突破了傳統(tǒng)光學(xué)成像技術(shù)在光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、探測(cè)器制造工藝、工作環(huán)境及能耗成本等方面的約束。
02
輕量化模型算法，“知識(shí)蒸餾”實(shí)現(xiàn)規(guī)模壓縮和加速
盡管當(dāng)前機(jī)器視覺(jué)軟件對(duì)深度學(xué)習(xí)和超級(jí)模型的部署有著巨大的需求，但由于內(nèi)存、功耗和計(jì)算資源有限，高精度、高性能的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型直接部署會(huì)導(dǎo)致存儲(chǔ)空間不足、計(jì)算效率不高、資源浪費(fèi)較多等問(wèn)題。慕藤光MCI系統(tǒng)聚集視覺(jué)”定位、識(shí)別、測(cè)量、檢測(cè)“四大核心應(yīng)用需求，采用”知識(shí)蒸餾“技術(shù)，將復(fù)雜高精度網(wǎng)絡(luò)模型的知識(shí)遷移到簡(jiǎn)單緊湊模型上，從而達(dá)到算法模型輕量化的目的。借助自動(dòng)搜索和優(yōu)化技術(shù)，該系統(tǒng)能夠生成適配視覺(jué)處理的緊湊模型結(jié)構(gòu)和配置，進(jìn)而大幅縮減模型的體積及運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)。亮點(diǎn)一：算法模塊自由組合，滿足各類成像需求慕藤光MCI系統(tǒng)搭載了十余種先進(jìn)的成像調(diào)節(jié)算子，顯著提升了計(jì)算光學(xué)成像的品質(zhì)。MCI系統(tǒng)的算子功能豐富多樣，涵蓋了明暗場(chǎng)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。從計(jì)算照明控制照明的結(jié)構(gòu)和方式，到圖像捕捉不同的光照和光學(xué)條件下一系列輸入的圖像，對(duì)圖像處理時(shí)的圖像增強(qiáng)、降噪、特征提取與合成，每一類算子都針對(duì)特定的輸出圖像質(zhì)量進(jìn)行了多維度的精細(xì)與優(yōu)化，能夠靈活應(yīng)對(duì)各種場(chǎng)景下的視覺(jué)成像需求。
明暗場(chǎng)融合，即使用組合的明場(chǎng)/暗場(chǎng)照明方式，通過(guò)將明場(chǎng)圖像和暗場(chǎng)圖像結(jié)合，生成一張包含所有圖像特征的輸出圖像。例如，在運(yùn)用明場(chǎng)暗場(chǎng)融合成像功能檢測(cè)觀察玻璃碎片時(shí)，明場(chǎng)圖像能夠呈現(xiàn)液滴和較大顆粒，卻難以展示細(xì)微的表面細(xì)節(jié)，而暗場(chǎng)成像則能凸顯劃痕，清晰地展現(xiàn)出所有的表面細(xì)節(jié)，輕松辨認(rèn)裂縫、坑洼及顯微粒子等。慕藤光MCI系統(tǒng)的明暗場(chǎng)融合功能，通過(guò)將亮場(chǎng)圖像與暗場(chǎng)圖像融合，所合成的圖像既包含既包含亮場(chǎng)照明的特征，又兼具暗場(chǎng)照明的細(xì)節(jié)，生成一個(gè)包含在這兩種照明方式下的各類特征或缺陷的輸出圖像，從而達(dá)到更為理想的效果。
圖：明暗場(chǎng)融合檢測(cè)觀察玻璃碎片缺陷
多曝光亮度融合通過(guò)迅速連續(xù)拍攝多張具有不同曝光級(jí)別的照片，運(yùn)用算法將這些照片里的有用像素進(jìn)行加權(quán)組合，便能生成一幅高動(dòng)態(tài)范圍的成像，同時(shí)呈現(xiàn)出亮部和暗部的細(xì)致之處，有效避免過(guò)曝或欠曝的情況發(fā)生。例如，在倒裝芯片封裝制備凸點(diǎn)前，金屬沉積占到了全部成本的50%以上。為了提升凸點(diǎn)與芯片表面焊盤(pán)之間的黏附性，防止凸點(diǎn)材料與芯片金屬焊盤(pán)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或相互擴(kuò)散，在凸點(diǎn)成型過(guò)程中檢測(cè)芯片表面焊盤(pán)至關(guān)重要。這不僅可以保護(hù)芯片免受化學(xué)或物理?yè)p傷導(dǎo)致短路，還可以增加凸點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度，確保芯片的品質(zhì)。多曝光融合功能通過(guò)融合多張曝光程度各異的芯片焊盤(pán)表面圖像，我們可以實(shí)現(xiàn)焊盤(pán)表面不同打光效果的低、中、高曝光所呈現(xiàn)的爆亮點(diǎn)消除，能夠獲得更為寬廣的動(dòng)態(tài)范圍以及更豐富的亮度細(xì)節(jié)，以有效檢測(cè)表面焊盤(pán)“立碑”、“錫珠"、“橋連”等現(xiàn)象，提前規(guī)避短路風(fēng)險(xiǎn)，確保生產(chǎn)芯片的質(zhì)量和可靠性。
隨著光學(xué)放大倍數(shù)的增加，景深往往會(huì)相應(yīng)減小。因此，在觀察具有高度差的工件時(shí)，往往只能在一個(gè)時(shí)刻清晰地看到其中的一部分，即僅有一個(gè)高度層的部分處于對(duì)焦?fàn)顟B(tài)。為了全面觀察整個(gè)工件，需要不斷地調(diào)整物距，這顯然既不直觀也不便捷。慕藤光MCI系統(tǒng)超景深融合功能通過(guò)合并多張不同焦距的圖像，生成一張具有更大景深的清晰圖像，該功能能夠清晰地展示場(chǎng)景中的所有物體，同時(shí)不損失光線和分辨率。該功能適用物體存在高低差情況，如晶圓存在高面低面、不平滑等情況。
通過(guò)自由組合系統(tǒng)算子的綜合運(yùn)用，不僅顯著提升了圖像的視覺(jué)效果，還為后續(xù)的圖像處理、分析和應(yīng)用提供了更加可靠和豐富的數(shù)據(jù)支持。無(wú)論是在半導(dǎo)體封裝檢測(cè)、醫(yī)學(xué)影像分析、還是其他需要高精度圖像處理的領(lǐng)域，慕藤光MCI系統(tǒng)功能都能發(fā)揮出巨大的作用。
亮點(diǎn)二：輕量化模式，提高項(xiàng)目部署效率
慕藤光MCI系統(tǒng)基于先進(jìn)的計(jì)算成像算法，并在設(shè)計(jì)之初將客戶需求置于首位。系統(tǒng)設(shè)計(jì)允許算子的自由編輯與組合，以滿足不同場(chǎng)景下多樣化的需求，尤其以輕量化模式下，兼具靈活性與適應(yīng)性，大幅提升了項(xiàng)目部署效率。在實(shí)際操作中層面，該系統(tǒng)采用可視化的圖形界面，操作簡(jiǎn)便易用。用戶只需從算法工具箱中拖拽所需模塊至界面，根據(jù)具體的成像需求疊加算法模塊，通過(guò)模塊之間自由組合通過(guò)拖動(dòng)、刪除、連線實(shí)現(xiàn)自定義流程，這一特性讓用戶能夠根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景和成像目標(biāo)，快速搭建視覺(jué)流程和參數(shù)配置，實(shí)現(xiàn)在高效方案驗(yàn)證和項(xiàng)目落地，這不僅適用于代碼基礎(chǔ)薄弱的初級(jí)開(kāi)發(fā)者，也適合高級(jí)開(kāi)發(fā)人員。
亮點(diǎn)三：搭載不同硬件配置，拓寬視覺(jué)應(yīng)用場(chǎng)景
慕藤光MCI系統(tǒng)搭載了相機(jī)控制、光源控制、對(duì)焦系統(tǒng)控制和電機(jī)控制等硬件配置接口，實(shí)現(xiàn)了對(duì)焦傳感器、鏡頭、光源等關(guān)鍵硬件的統(tǒng)一的配置和優(yōu)化。內(nèi)嵌算法確保各硬件之間的兼容和協(xié)同，建立了對(duì)外部硬件完善的控制機(jī)制。
- 對(duì)焦控制系統(tǒng)：搭載圖像對(duì)焦傳感器與線激光對(duì)焦傳感器，結(jié)合調(diào)焦軸、APO物鏡和上位機(jī)，確保圖像清晰度的同時(shí)，提高對(duì)焦的精確性和速度。
- 相機(jī)控制系統(tǒng)：圖像采集與處理，支持圖像采集、保存和輸出功能，滿足用戶在不同應(yīng)用場(chǎng)景下的數(shù)據(jù)處理需求。
- 光源控制系統(tǒng)：配備光源控制器，能夠精細(xì)調(diào)節(jié)高亮、背光、同軸、暗場(chǎng)和穹頂光源等多種光源，并支持同軸光源調(diào)節(jié)，提供豐富的照明選擇，適應(yīng)不同的觀察需求。
- 電機(jī)控制系統(tǒng)：包括軸控制和移動(dòng)取圖功能，精確控制運(yùn)動(dòng)軌跡，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的圖像采集和處理流程，顯著提高工作效率和準(zhǔn)確性。
圖：慕藤光MCI系統(tǒng)硬件配置頁(yè)面慕藤光MCI系統(tǒng)通過(guò)集成先進(jìn)的硬件和軟件技術(shù)，構(gòu)建了一個(gè)全面而高效的成像平臺(tái)。
03
成像無(wú)邊界，MCI系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例
慕藤光MCI系統(tǒng)操作平臺(tái)，集成以上三大亮點(diǎn)，不僅具備強(qiáng)大的圖像對(duì)焦能力和分析處理能力，還能夠根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景需求，提供自主定制化的成像解決方案。無(wú)論是精密制造、視覺(jué)成像、半導(dǎo)體檢測(cè)還是醫(yī)療影像等領(lǐng)域，都能夠憑借其出色的系統(tǒng)集成效果和穩(wěn)定的成像輸出，為各種復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景提供有力的支持。MCI計(jì)算光學(xué)成像系統(tǒng)平臺(tái)應(yīng)用場(chǎng)景豐富，涵蓋3C、新能源、汽車(chē)制造、物流、食藥品包裝等行業(yè)。作為智能成像光學(xué)系統(tǒng)引領(lǐng)者，慕藤光始終踐行“專業(yè)、創(chuàng)新、高效、進(jìn)取”的企業(yè)核心價(jià)值觀，將不懈探索，以專業(yè)智慧發(fā)展光學(xué)技術(shù)，始終用前沿技術(shù)打破行業(yè)壁壘，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新突破！
