什麼是紅外線雜訊抑制 Infrared Noise Reduction (IRNR)?

當紅外線相機運作時,會以隨機分布的形式在影像中出現雜訊,造成有如雪花般的顆粒摻雜在其中;若雜訊越多,對成像影響越大,容易造成判斷錯誤 (延伸閱讀:什麼是熱靈敏度 NETD?)。為了得到低雜訊的影像,除了使用致冷型的紅外線相機外 (延伸閱讀:致冷型與非致冷型紅外線相機的差異),通常會搭配「雜訊抑制」Noise Reduction (NR) 的功能來獲得最佳影像品質。

名詞解釋

當量測常溫或低溫的待測物時,例如:微小漏電的 IC 或面板,容易因為顯示色階調整的關係,導致畫面中的雪花或者胡椒鹽般的雜點 (或稱噪點、雜訊) 會更加明顯;而當待測物的整體溫度相當接近時,雜訊干擾所造成的影響甚鉅;嚴重時,可能導致細微的差異被忽略。而透過影像處理來減少或移除雜訊,稱為「雜訊抑制」、「雜訊降低」或「降噪」;其結果能使影像更為清晰與乾淨,有助於觀察。

常見的雜訊抑制方法有許多種,例如均值、中值或頻域濾波等影像處理的方式。在降噪時,保留原始影像的細節資訊也是十分重要的一件事情,例如:畫面中的線條或特徵,不能因為減少雜訊而造成影像失真。若讓影像變得更模糊或產生原本沒有的現象,將會失去雜訊抑制的原意。

上圖為電路板上的 IC,搭配非致冷型紅外線相機在執行非均勻校正後的量測結果 (延伸閱讀:什麼是非均勻校正 NUC?),圖左為原始影像,圖右為經過傳統影像處理常用的降低雜訊功能;影像雖然減少了雜訊,但畫面右下方IC中的金線 等,皆已變得模糊不清,此結果容易造成分析上的困擾。在實際量測時,若無使用雜訊抑制,會因為雜訊而看不清細節;使用雜訊抑制後,影像卻因為模糊而無法改善之外,反而影響了定位精度,造成誤判。最終不僅無法解決問題,甚至會增加工時與提高成本。

有鑑於此,為了解決此類問題並能更有效的協助分析, 安新精密科技開發並整合適用於紅外線波段的雜訊抑制功能 (Infrared Noise Reduction),操作軟體介面如右圖所示,能快速的切換選擇雜訊抑制的強度。其軟體能在不影響原始影像的情況下,將雜訊依設定幅度降低,進而得到更清楚且細節更豐富的影像,其結果如下所示。

結果差異

上圖為在同樣量測條件下,使用安新精密科技獨特的「紅外線雜訊抑制」技術,其功能開啟與關閉的結果比較,圖左為「關閉」,圖右為「開啟」;可以看出兩者在雜訊與細節上,有顯著的差異,例如:左上方電路板上的字體、上方的線路等;在雜訊減少的同時,仍然可保留IC中的金線等細節。

由於「紅外線雜訊抑制」具有提供純淨紅外線影像的優點,非常適合應用於觀察微小的差異;因此,安新精密科技將此技術整合於紅外線顯微鏡以及緊湊型非破壞檢測儀當中。在量測時,能大幅減少後製調整,並凸顯被雜訊所掩蓋的細節,使得影像更加清晰,以提供精準的量測結果。

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