Image Stitching 是什麼？
Image Stitching（影像拼接）= 把多張影像重疊區域對齊 → 合成一張更大的影像。
像 Google Maps 的衛星影像 — 多張小圖拼成全球地圖。
工業視覺應用：
- 工件太大，一張影像看不完整
- 用多張影像拼接得到完整視野
- 達到「大視野 + 高解析度」雙贏
為何需要拼接？
工業視覺常面臨「視野 vs 解析度」兩難：
- 大視野 → 解析度低（每像素物理尺寸大）
- 高解析度 → 視野小
例：要看 500 mm 工件且要 每像素 0.05 mm 精度：
- 需要 10000 × 10000 pixels = 100 MP 相機（太貴！）
- 或：用 5MP 相機拍 10 張拼接（便宜 10 倍）
Image Stitching 3 種實作
1. 多相機同步拼接
- 多台相機同步觸發拍同一物件不同區域
- 軟體 / FPGA 即時拼接
- 速度快，但機構複雜
範例：4 台相機 × 5MP = 拼接成 20MP 影像
2. 單相機移動拼接
- 1 台相機固定，工件 / 機構移動
- 每隔距離拍 1 張
- 後處理拼接
範例：機械手臂帶相機掃描大工件
3. 線掃描（Line Scan）拼接
- 特殊 sensor 只有 1 列像素
- 工件移動中連續拍，累積成 8K / 16K 寬影像
- 不需軟體拼接，sensor 直接輸出大影像
範例：Cognex In-Sight 3800 Line Scan — 圓筒 360° 展開、輸送帶連續檢測首選
Cognex 拼接方案對比
| 方案 | 適用 | 缺點 |
|---|---|---|
| 多相機 + VisionPro 拼接 | 大平面工件靜態檢測 | 機構複雜、相機數量多 |
| 單相機 + 機械手臂移動 | 不規則大工件 | 速度慢 |
| Cognex 3800 Line Scan | 連續產線、圓筒、長條工件 | 只能線型，不適合 2D 平面拼接 |
80% 情境：3800 Line Scan 是最佳解（不需拼接演算法）。
拼接 5 大實務挑戰
1. 重疊區對齊
- 兩張影像重疊區域需 ≥ 10%
- 用特徵點（如 Pattern Matching）對齊
- 拼接縫合（seam blending）避免接縫明顯
2. 光照一致性
- 不同位置光源強度可能不同
- 拼接後出現「亮帶 / 暗帶」
- 需均勻燈光 + 後處理校正
3. 鏡頭畸變
- 鏡頭邊緣畸變大
- 拼接時邊緣對不齊
- 需 Field Calibration 校正畸變
4. 處理時間
- 拼接 10 張 5MP 影像 → 50MP 結果
- 處理時間長（10-100 ms）
- 高速產線挑戰大
5. 記憶體
- 大拼接影像占用 RAM 多
- In-Sight 智慧相機內部 RAM 有限（推薦 VisionPro PC 端）
工程師常見問題
Q1：拼接 vs 線掃描怎麼選？
A：
- 連續產線 → Line Scan（Cognex 3800 Line Scan）
- 靜態大工件 → 拼接
- 不規則路徑 → 機械手臂掃描 + 拼接
Q2：拼接精度多少？
A：依拼接演算法品質：
- VisionPro 標準拼接 — 重疊區 ±0.5 pixel 對齊
- 特徵點 PatMax 拼接 — ±0.1 pixel
- 線掃描 — 由 sensor 直接輸出，無拼接誤差
精密量測首選 Line Scan。
Q3：能用 OpenCV 做拼接嗎？
A：可以（OpenCV cv2.Stitcher）。但工業精度需求建議 Cognex VisionPro 或 Line Scan。
Q4：拼接後如何做檢測？
A：拼接完整大影像 → 與一般影像一樣處理（PatMax / Caliper / OCR / Blob）。只是視野更大。
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