PatMax 的核心價值
PatMax 是 Cognex（康耐視）於 1997 年 12 月由共同創辦人 William Silver 開發的幾何圖樣定位演算法，是工業視覺領域廣泛採用的 Pattern Matching 解法之一。其核心特色在於：用幾何邊緣特徵比對達到 sub-pixel（次像素）精度。
傳統的 Pattern Matching 演算法（NCC / SAD）只能精確到「像素」（pixel）等級，例如：「物件位於 X=153, Y=78」。但實際工業檢測中，物件可能位於 X=153.42, Y=78.86 之間（小數點位置）— PatMax 用幾何分析（不是像素灰階比對）達到這層精度。
PatMax 跟一般 Pattern Matching 的差異
| 比較項目 | 一般 Pattern Matching | Cognex PatMax |
|---|---|---|
| 比對方式 | 像素灰階值比對 | 幾何邊緣特徵比對 |
| 精度 | ±1 pixel | sub-pixel（次像素級，依鏡頭、影像清晰度與訓練樣本品質而定） |
| 旋轉容忍 | 0°（需用多個樣本） | 任意角度 360° |
| 縮放容忍 | 固定大小 | ±50% 縮放 |
| 光照變化 | 敏感 | 抗光照變化 |
| 部分遮擋 | 失敗 | 可容忍部分遮擋（容忍度依樣本而定） |
PatMax 的工作原理（簡化解釋）
- 訓練階段：對標準物件提取「幾何邊緣特徵」（不是儲存影像）
- 執行階段：對檢測影像同樣提取邊緣特徵
- 比對：用幾何關係（不是像素灰階）計算最佳匹配位置
- 輸出：精確到 sub-pixel 的座標（X, Y, 旋轉角度, 縮放比例）
主要應用場景
圖片來源：Cognex Corporation
- 機械手臂視覺引導 — 精準告訴機械手臂工件位置（包含旋轉角度）
- 半導體 IC 載板定位 — wafer / IC 載板精密定位給後續加工
- PCB 元件定位 — SMT 上料機 Tray 盤元件精準取放
- 汽車焊接定位 — 車身焊縫位置追蹤
- 任何需要「先找到位置才能檢測」的應用
哪些 Cognex 產品內建 PatMax？
PatMax 已整合到所有 Cognex 工業視覺產品：
圖片來源：Cognex Corporation｜以上機型皆內建 PatMax 圖樣定位工具
- In-Sight 智慧相機系列（3800、7000、8900 等）— 內建 PatMax 工具
- VisionPro 軟體 — 完整 PatMax SDK
- PatMax RedLine — PatMax 高速版，相同精度、執行更快（In-Sight 3800 / L38 / D900）
工程師常見問題
Q1：PatMax 速度不夠快，有高速版嗎？
A：PatMax 是定位演算法的「精度基準」。若瓶頸是速度（高速產線節拍），Cognex 提供高速版 PatMax RedLine，保留相同精度、執行更快。（AlignPlus 則是 Cognex 針對面板 FPD 對位設計的應用軟體，與一般定位用途不同，勿混淆。）
Q2：PatMax 速度多快？
A：實際速度受影像大小、圖樣複雜度、機型運算能力影響，通常為毫秒級。具體 FPS 請以您的應用實測為準。
Q3：PatMax 需要多少訓練樣本？
A：1 張即可。PatMax 是幾何演算法不是 AI，只需要對「一張標準樣本」訓練幾何特徵。後續執行階段直接比對。
Q4：PatMax 跟 AI 深度學習 ViDi 的 Locate 工具差別？
A：
- PatMax = 規則式幾何定位（適合「形狀明確、變異小」的物件）
- ViDi Locate = AI 深度學習定位（適合「形狀有變異、規則難描述」的物件，如皮革紋路、自然形狀）
兩者互補，可在同一專案內混用。
想用 PatMax 解決產線問題？
VSK 工程師熟悉 PatMax 各場景應用，可協助您：
- 評估 PatMax 是否適合您的檢測需求
- 燈光、鏡頭設計（影響 PatMax 表現的關鍵）
- 樣本拍攝與訓練
- PLC / 機械手臂整合
請提供 OK / NG 樣品照片，VSK 評估後會盡快與您聯繫並提供可行性與選型建議。
資料來源 References
- Cognex — How Cognex Pioneered Geometric Pattern Matching（cognex.com）
- PatMax 由 Cognex 共同創辦人 William Silver 於 1997 年 12 月推出，是首個機器視覺幾何圖樣搜尋演算法；以幾何邊緣特徵取代像素灰階比對，定位精度可達約 1/40 像素（次像素級）。
