머신비전 기초

머신비전 표면검사란? 불량이 잘 안 잡히는 이유

샵테크 sharptech 2026. 3. 10. 11:09

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머신비전 표면검사란? 불량이 잘 안 잡히는 이유

머신비전에서의 표면검사(Surface Inspection)는 제품의 표면에 발생하는 다양한 외관 결함(스크래치, 얼...

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머신비전에서의 표면검사(Surface Inspection)는 제품의 표면에 발생하는 다양한 외관 결함(스크래치, 얼룩, 찍힘, 이물, 패턴 이상 등)을 카메라와 영상처리 알고리즘을 이용해 자동으로 검출하는 검사 방식입니다.

주로 전자부품, 필름, 금속, 플라스틱, 식품 포장 등 외관 품질이 중요한 공정에서 사용됩니다.

1. 머신비전 표면검사란?

표면검사는 제품의 표면 상태를 이미지로 촬영하고 정상 패턴과 비교하여 이상을 찾아내는 검사입니다.

​

대표적인 검사 대상

1. 스크래치(Scratch) → 긁힘

2. 덴트(Dent) → 찍힘 또는 눌림

3. 오염(Contamination) → 이물, 얼룩

4. 패턴 이상(Pattern Defect) → 인쇄 불량, 코팅 불균일

5. 색상 편차(Color Variation) → 색 농도 차이

​

일반적인 시스템 구성

1. 조명 (Lighting)

2. 카메라 (Camera)

3. 렌즈 (Lens)

4. 이미지 처리 소프트웨어

5. PLC / MES 연동

​

→ 이 요소들이 함께 작동하여 표면 이미지를 취득하고 불량 여부를 판단합니다.

2. 표면 불량이 잘 안 잡히는 이유

표면검사는 머신비전 검사 중에서도 가장 난이도가 높은 분야입니다.

불량이 잘 검출되지 않는 주요 이유는 다음과 같습니다.

​

1. 조명의 영향이 매우 큼

​

표면 불량은 대부분 명암 대비가 약한 경우가 많습니다.

​

예시

  • 미세 스크래치
  • 얇은 오염
  • 미세 코팅 불균일

​

조명이 맞지 않으면

  • 불량이 보이지 않거나
  • 정상도 불량처럼 보일 수 있습니다

​

대표적인 문제

  • 반사
  • 그림자
  • 광택

​

→ 실제로 표면검사 문제의 약 70%는 조명 문제인 경우가 많습니다.

2. 제품 자체의 표면 편차

​

제품 자체가 완전히 균일하지 않은 경우가 많습니다.

​

예시

  • 금속 헤어라인
  • 플라스틱 사출 무늬
  • 필름 패턴
  • 종이 질감

​

이런 경우

  • 정상도 패턴이 계속 변함
  • 알고리즘이 불량과 정상 구분이 어려움

3. 불량의 형태가 일정하지 않음

​

표면 불량은 모양이 일정하지 않습니다.

​

예시

  • 스크래치 길이 다양
  • 오염 크기 다양
  • 얼룩 형태 다양

​

→ 패턴 매칭이나 단순 Threshold로 잡기 어려움

4. 해상도 부족

​

카메라 해상도가 부족하면 불량 자체가 픽셀로 표현되지 않습니다.

​

예시

  • 0.05 mm 스크래치
  • 5MP 카메라
  • FOV가 너무 큼

​

→ 불량이 1~2 픽셀 수준이면 검출 어려움

5. 공정 환경 변화

​

현장 환경도 큰 영향을 줍니다.

​

예시

  • 조명 밝기 변화
  • 먼지
  • 카메라 진동
  • 제품 위치 변화

​

→ 검사 안정성이 떨어짐

6. 알고리즘 선택 문제

​

표면검사에서 단순 툴만 사용하면 한계가 있습니다.

​

예시

  • Blob
  • Edge
  • Threshold

이런 툴은 형상이 명확한 검사에는 좋지만

표면 결함에는 한계가 있습니다.

​

그래서 보통

  • Pattern 기반 검사
  • Texture 분석
  • AI Vision

같은 방법이 필요하기도 합니다.

3. 현장에서 가장 많이 발생하는 문제

실제 자동화 라인에서는 보통 아래 순서로 문제가 발생합니다.

​

1. 조명 설계 미흡

2. 카메라 해상도 부족

3. FOV 과다 설정

4. 제품 표면 편차

5. 알고리즘 한계

​

→ 그래서 표면검사는 카메라보다 조명 설계가 훨씬 중요합니다.

✔ 정리

  • 표면검사 → 제품 표면의 외관 결함을 찾는 머신비전 검사
  • 불량 검출이 어려운 이유

1. 조명 영향이 큼

2. 제품 표면 패턴 편차

3. 불량 형태 불규칙

4. 카메라 해상도 부족

5. 공정 환경 변화

6. 알고리즘 한계

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