Histogram 直方圖 Histogram

Histogram 是什麼？

Histogram（直方圖）= 統計影像中每個灰階值（0-255）的像素數量。

• X 軸：灰階值（0 = 全黑，255 = 全白）
• Y 軸：該灰階值的像素數

範例：黑白二值影像 → Histogram 只有兩根直方（0 與 255 兩端）。

Histogram 4 大用途

1. 判斷曝光是否正確

2. 判斷對比是否足夠

• Histogram 寬廣（0 - 255 都有）→ 對比好
• Histogram 狹窄（只佔 100-150 範圍）→ 對比差，看不清楚

3. 設定二值化 threshold

• Histogram 雙峰（兩個峰值）→ threshold 設兩峰中間
• Otsu 自動方法找最佳 threshold
• Blob Analysis 必用步驟

4. 識別是否需 HDR

• Histogram 兩端 spike（極黑 + 極白）→ 動態範圍超出 8-bit → 需 HDR

Histogram 在 Cognex 工具的應用

Cognex In-Sight / VisionPro 內建 Histogram 工具：

EasyBuilder 拖拉 Histogram Tool 即時看影像分析數據。

5 個實務 Histogram 解讀

場景 1：理想標準照

Histogram: 平滑山形分布、覆蓋 30-220 範圍

判讀：曝光正確、對比足夠 → 可直接做檢測。

場景 2：過暗

Histogram: 集中在 0-80 範圍，右側空白

判讀：曝光不足 → 加光圈 / 加亮度 / 加 Strobe 功率。

場景 3：過曝

Histogram: 集中在 180-255 範圍，左側空白；255 出現高峰

判讀：曝光過量 → 減光圈 / 縮短曝光時間。

場景 4：高對比（背光 + 黑工件）

Histogram: 兩個 spike，一個在 0-30，一個在 200-255，中間空白

判讀：完美的背光剪影，threshold 設 100 即可。

場景 5：HDR 場景

Histogram: 兩端 spike + 中段平緩 → 訊息超出 8-bit 動態範圍

判讀：需 HDR Multi-exposure 或 PowerGrid。

Histogram 設定 3 大實務

1. 全影像 vs ROI Histogram

• 全影像 Histogram — 整體曝光評估
• ROI Histogram — 只看工件區域（更精準）

通常選 ROI Histogram，避開背景干擾。

2. 灰階 vs 彩色 Histogram

• 灰階 Mono 相機 → 1 個 Histogram
• 彩色相機 → 3 個 Histogram（R / G / B 各一）
• 工業多數 Mono 即足

3. Histogram + Adaptive Threshold

• 光照不均場景（例如戶外工廠）
• 全影像 threshold 失敗 → 改用 Adaptive（每個區域獨立算 Histogram）
• Cognex 工具內建支援

工程師常見問題

Q1：Histogram 怎麼看出該不該用 HDR？

A：典型 HDR 警訊：

• Histogram 在 255 出現高峰（過曝像素堆積）
• Histogram 在 0 也出現高峰（欠曝像素堆積）
• 中間段平緩散開

兩端同時 spike → 8-bit 範圍不夠 → 需 HDR。

Q2：Histogram 跟 Mean Intensity 一樣嗎？

A：不同：

• Histogram = 整個分布形狀（圖）
• Mean Intensity = 平均值（1 個數字）

Histogram 提供更完整資訊，Mean 只是其中一項統計值。

Q3：能用 Histogram 做檢測嗎？

A：可以！例如：

• 工件顏色一致性檢測（Mean Intensity 範圍 100-150）
• 螢光殘留檢測（特定灰階範圍像素數 > X）
• 印刷濃淡均勻度

VSK 客戶實際應用。

Q4：Histogram 速度多快？

A：In-Sight 3800 上 Histogram 計算 < 1 ms。可即時即時調試影像。

想用 Histogram 優化檢測？

VSK 提供完整影像分析輔導：

1. Histogram 診斷 — VSK 看您的影像 Histogram 找出問題
2. 燈光優化 — 依 Histogram 反推光源調整
3. 參數設定 — Threshold / HDR / Adaptive 完整建議

請寄樣品影像給 VSK，VSK 工程師評估後會盡快與您聯繫。