VISION System Line up
ビジョンシステム ラインナップ
簡単なアプリケーションから本格的な VISION System まで
全てをキーエンスで コスト
処理 速度
カスタマイズ性
安定性
XGシリーズ
アルゴリズム CV5000シリーズ
(解決力) CV3000
SO605シリーズ
カメラ種類 従来ローコスト機種
フルカスタマイズ画像 処 理の自由度とパッケージ画像 処 理の 使 い勝 手を融 合。
フルカスタマイズタイプ
XG-7000
XG-7000 シリーズ CV- 5 0 0 0 シリーズのアルゴリズ ムを標 準 搭 載 。
フロー方 式による自由な 組み合 わせにより画 像セン サの枠を超 え た高 度な処 理を実 現 。
■ 検査フローはドラッグ&ドロップによる直感的な操作で
■ カスタマイズ画像処理ならではの画像間演算や同一検査
■ ス ムーズな操作を実現するオリジナルメニュー
構築。プログラムレスで、高度で柔軟なフローを実現。 内での繰り返し処理が可能。 を簡単に作成可能。
検出位置を中心に画面
拡大するズーム機能
オペレータ操作用ボ
タンも自由に作成、配
置可能
豊富な表示部分を
自由に配置可能
【照明制御&画像間演算フロー例】 【ユーザインターフェース作成例】
【処理フロー構築例】
最先端を極める。500 万画素カメラと 実績No.1 CV3000/CV5000 の
スタンダードタイプ ベーシックタイプ
独自アルゴリズムがもたらす高い解決能力。 C V-3000SO605 シリーズ ユーティリティを継承。
C V-5000 シリーズ
ハード・ソフトともに業 界 標 準 を刷 新する大 幅 強 化を実 現 。 B a s i c 機 能を搭 載し、 作 性はそのままに 。
操
便 利なユーティリティ機 能 が 導入 から運 用まで サポート。
■ 11 倍速・超高速リアル500 万画素カメラにより超高精細な画像
処理が、
どんなラインでも使用可能。
■ データ収集と解析を一度にこなす「統計解析機 能」
搭載。
■ バリ・欠けなど輪郭上の欠陥検出で威力を発揮する「トレ
■「運転中公差書換機能」
によりシームレスな現場 運用を実現。
ンドエッジ欠陥」搭載。
■ 画像の保存だけでなくその画像から再テストができる「画像履
■ 悪条件下で高精度かつ高速に対象を見つける輪郭形状サー
歴機能」
を搭載。
チ「ShapeTrax Ⅱ」搭載。
■ 照明制御もコントローラと一体化「ビルドアップ型コント
ローラ方式」採用。
運転時の判定結果 設定変更後、一括再テストの結果
ここが便利!!
画像処理 運転中に、 処理
時間に影響を及ぼすこと
なく、 差 設 定 を 変 更し
公
た い 項 目 を 選 んで 設 定
値を変更できます。
【統計機能】 【運転中公差書換機能】 【画像履歴】
【照明制御を検査設定に内包するビルドアップ型コントローラ】
0120-66-3000
VISIA事業部 フリーダイヤル
この商品に関する
〒135-0091 東 京都港区台場 2-3-1トレードピアお台場 Tel 03 - 3570 - 0511 Fax 03 - 3570 - 0510 お問い合わせは
VS7-0108
www.keyence.co.jp/gazo 仕様は改良のため予告なく変更することがあります。
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Copyright ◯ 2 009 KEYENCE CORPORATION. All rights reserved.
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カメラ種類 従来ローコスト機種
フルカスタマイズ画像 処 理の自由度とパッケージ画像 処 理の 使 い勝 手を融 合。
フルカスタマイズタイプ
ルカスタマイズタイプ
XG-7000 シリーズ
XG-7000 シリーズ CV- 5 0 0 0 シリーズのアルゴリズ ムを標 準 搭 載 。
フロー方 式による自由な 組み合 わせにより画 像セン サの枠を超 え た高 度な処 理を実 現 。
■ 検査フローはドラッグ&ドロップによる直感的な操作で
■ カスタマイズ画像処理ならではの画像間演算や同一検査
■ ス ムーズな操作を実現するオリジナルメニュー
構築。プログラムレスで、高度で柔軟なフローを実現。 内での繰り返し処理が可能。 を簡単に作成可能。
検出位置を中心に画面
拡大するズーム機能
オペレータ操作用ボ
タンも自由に作成、配
置可能
豊富な表示部分を
自由に配置可能
【照明制御&画像間演算フロー例】 【ユーザインターフェース作成例】
【処理フロー構築例】
最先端を極める。500 万画素カメラと 実績No.1 CV3000/CV5000 の
スタンダードタイプ ベーシックタイプ
独自アルゴリズムがもたらす高い解決能力。 C V-3000SO605 シリーズ ユーティリティを継承。
C V-5000 シリーズ
ハード・ソフトともに業 界 標 準 を刷 新する大 幅 強 化を実 現 。 B a s i c 機 能を搭 載し、 作 性はそのままに 。
操
便 利なユーティリティ機 能 が 導入 から運 用まで サポート。
■ 11 倍速・超高速リアル500 万画素カメラにより超高精細な画像処理が、
どんなラインでも使用可能。
■ データ収集と解析を一度にこなす「統計解析機 能」
搭載。
■ バリ・欠けなど輪郭上の欠陥検出で威力を発揮する「トレンドエッ
■「運転中公差書換機能」
によりシームレスな現場 運用を実現。
ジ欠陥」搭載。
■ 画像の保存だけでなくその画像から再テストができる「画像履
■ 悪 条件下で高精度かつ高速に対象を見つける輪郭形状サーチ
歴機能」
を搭載。
「ShapeTrax Ⅱ」搭載。
■ 照明制御もコントローラと一体化「ビルドアップ型コントローラ
方式」採用。
運転時の判定結果 設定変更後、一括再テストの結果
ここが便利!!
画像処理 運転中に、 処理
時間に影響を及ぼすこと
なく、 差 設 定 を 変 更し
公
た い 項 目 を 選 んで 設 定
値を変更できます。
【統計機能】 【運転中公差書換機能】 【画像履歴】
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フロー方 式による自由な 組み合 わせにより画 像セン サの枠を超 え た高 度な処 理を実 現 。
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C V-5000 シリーズ
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■ 11 倍速・超高速リアル500 万画素カメラにより超高精細な画像
処理が、
どんなラインでも使用可能。
■ データ収集と解析を一度にこなす「統計解析機 能」
搭載。
■ バリ・欠けなど輪郭上の欠陥検出で威力を発揮する「トレ
■「運転中公差書換機能」
によりシームレスな現場 運用を実現。
ンドエッジ欠陥」搭載。
■ 画像の保存だけでなくその画像から再テストができる「画像履
■ 悪条件下で高精度かつ高速に対象を見つける輪郭形状サー
歴機能」
を搭載。
チ「ShapeTrax Ⅱ」搭載。
■ 照明制御もコントローラと一体化「ビルドアップ型コント
ローラ方式」
ロ ラ方式」採用。
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フロー方 式による自由な 組み合 わせにより画 像セン サの枠を超 え た高 度な処 理を実 現 。
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ハード・ソフトともに業 界 標 準 を刷 新する大 幅 強 化を実 現 。 B a s i c 機 能を搭 載し、 作 性はそのままに 。
操
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■ 11 倍速・超高速リアル500 万画素カメラにより超高精細な画像処理が、
どんなラインでも使用可能。
■ データ収集と解析を一度にこなす「統計解析機 能」
搭載。
■ バリ・欠けなど輪郭上の欠陥検出で威力を発揮する「トレンドエッ
■「運転中公差書換機能」
によりシームレスな現場 運用を実現。
ジ欠陥」搭載。
■ 画像の保存だけでなくその画像から再テストができる「画像履
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時間に影響を及ぼすこと
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C
3 * 画像処理プロセッサについて
画像処理を実行するのは、
CPU/DSPなどのプロセッサです。このプロセッサの能力で、画像処理/表示処理/入出
力制御の速度が決まります。従来1つのCPUで全ての処理をしていましたが、
CV/XGシリーズでは4つのプロセッ
サを使って、
画像処理/表示処理/入出力制御/カラー処理を実行します。
4つのプロセッサとは何か、またそのメリットを説明します。
〈CV-5000シリーズメイン基板 4つのプロセッサ〉
1
2
3
4
① 画像処理専用DSP DSPとはDigital Signal Processorの略で、デジタル信号処理に特化したマイクロプロセッ
サであり画像処理に必須の高速演算を得意とします。 CVでは画像処理専用に1GHzタイプ
を搭載。
② 表示処理専用DSP ①同様に、多様な表示処理には高速演算が必要です。 1つのDSPで処理+表示両方を実行
すると処理時間に影響を与えるので、表示専用のDSPを搭載しています。
③ 制御用RISC-CPU 入出力制御をメインで担当し、各素子の指令をする役割です。
④ カラー処理専用エンジン(名称:ACE-Ⅱ) 画像転送と同時にカラー処理を完了するカラー処理専用エ
ンジンを搭載しています。
右のグラフは従来の1CPUシステムと
「3+1」プロセッ 〈画像処理負荷と処理時間の関係(代表例)〉
180
サシステムの画像処理負荷に対する処理時間の関係
160
を示すものです。画像処理負荷が大きくなる(カメラ 140
従来の1CPUシステム
画素数が増える/処理が重くなる) 4つのプロセッ
程、
処理時間, ms
120
サの効果が出ていることが分かります。 100
80
下のグラフでは、画面表示/ダイアログ操作/通信な
60
どが、画像処理のメインである撮像+転送+画像処理 「3+1」
プロセッサシステム
40
に影響を与えないことがわかります。 20
4つのプロセッサの分散/並列処理がポイントです。 0
画像処理負荷
(※)
〈従 来〉
画面表示
CPU 出力
カメラ
ダイアログ操作
〈CV-5000シリーズ〉 通信(画像データ出力など)
DSP
カラー 撮像 転送 画像処理
転送 画像処理 撮像 転送 画像処理
転送 画像処理
CPU 出力
画像処理
エンジン
画像処理自体のサイクル
カメラ
DSP に一切変動なし!
3
[ 連 続送りの場合 ]
□シャ ター速度について
ッ
検査対象がカメラの前で一旦停止せずに流れていく場合は、 ッ
シャ ター速度についても考慮する必要があります。
異物の映像がぼやけています
高速シャ ター画像
ッ 低速シャ ター画像
ッ
シッ
ャ ター速度=希望最小検出異物サイズ÷5÷ラ ン速度
イ
例えば、連続シートの上の異物を検査する場合、
シートは連続的に流れていきます。
これをカメラで撮像した場合、 ッ
シャ ター速度(露光時間)が
ライン速度に対して十分速くないと
撮像した映像にブレが生じてしまいます。
そこで、
このブレを十分に抑えるためには、
例)希望最小検出異物サイズ=1 mm 検出異物の最小サイズの1/5程度の距離を
ライン速度=1m/秒
シャ ター速度=1
ッ mm÷5÷1 0 mm/秒=1/5000 よ
00 り、 移動する時間を ッ
シャ ター速度の目安と考えます。
シャ ター速度は、
ッ 1/5000が理想的と考えられます。
□最大ライン速度について
次に、希望最小検出サイズから検出可能なライン速度を求める方法を解説します。
検出したい最小の異物サイズが決まれば、前頁の考え方より必要な視野が決ま ます。
り
視野が決まれば、
その視野を画像処理時間内に移動するライン速度が、漏れなく検出できるライン速度となります。
最大ラ ン速度=撮像視野÷画像処理時間
イ
ここで、画像処理時間は、画像センサの能力と設定内容によって変わりますので、 トによ
テス り実測します。
たとえば、希望検出最小サイズ=0.mm、
2 前頁の表よ 2 0万画素カメ
り、0 ラを使用した場合、
撮像視野は、最大1 0
0 mmまで可能になります。
画像処理時間=5 m とする
0s と
最大ラ ン速度 =100mm÷0.05秒=2000mm/秒
イ
よ 2m/秒までな 検出漏れがないこ
り、 ら、 とになります。
[ 画像処理時間について ]
画像センサの処理速度が早ければ、当然、高速ラインでの検査が可能になります。
では、外観検査を行なう場合、
どれくらいの処理時間がかかるで ょ か
しう?
これは、先にも述べましたが、画像センサの能力と設定内容で大きく変わり、既定値や算出方法もありません。
ここでは、
ある条件での概算の処理時間をご紹介します。
[代表例]
高速31万画素白黒カメラ 高速31万画素カラーカメラ 高速200万画素白黒カメラ 高速200万画素カラーカメラ
最小撮像間隔 10ms 13ms 31ms 46ms
画像処理時間 10ms 13ms 39ms 73ms
※CV-5000シリーズの傷モードを使用。 31万画素は、セグメントサイズ2画素、200万画素はセグメントサイズ4画素の高速モードを使用
※最小撮像間隔とは、 CV-5000のダブルバッ ファ機能により、シャッターを切ることができる最速の時間です。
※画像処理時間とは、 トリガ入力から画像処理が完了するまでの時間です。
※シャッター速度 1/1000
:
4
キーエンスホームページ www.keyence.co.jp )
( でKEYコード
WORLD SENSING SOLUTION GUIDE
入力窓に「cars」と入力してください。自動車関連の最新の技術
資料のダウンロー ドやご請求ができます。
画像検査 人 の目に代わって複雑な判断が簡単にできる画像センサ
検査の自動化 数値化を実現する画像センサ
・ 自動データ収集を実現する
ユ ーティリティソフト
CV-5000シリーズ
標準添付
■ 業界最速 倍速C
7 CDカメラ
■ 業界最速
N G画像などの画像データのPCでの
超高速 超並列処理
・ 『3+1』
自動収集や、 設定内容のPC上での閲覧を可能に
プロセッサシステム採用
するユーティ リティ トウェアを標準添付しま
ソフ した。
■ 12種類の 日々の運用に活用いただけます。
カメラバリエーション
■ クラス最多 デ ータ収集・画像
全8
1 種の検査モード 振り分け保存
計測値や画像デー をPCに転送、
タ
保 存します。 定 結 果に応じて
判
運転中でも アルタ ムに検査結果集計が見られる。
リ イ OK画面、 NG画面を別フォルダに
保存す り
る振 分け保存機能を搭載。
最大2万回分の計測データを本体メモリに保存。 パソコンを接続しなくとも最大・
大量の画像をPCに保存しても、
最小 平均 標準偏差やNG回数、
・
・ 歩留まりなどが簡単に確認できます。
素早くNG画像を閲覧できます 。
設 定ファイルビューア デ ータロギング機能
設定フ イルの内容をExcel上に展
ァ 収集データをテキストデータ してフ
と
開して閲覧可能。 トローラがな
コン ァイル可能。保存した画像データ と
ヒス グラム表示
ト くても設定内容の確認、 検証が可 計測結果を照合し、 結果を確認す
能です。 る とが可能です
こ 。
ト ド フ表示
レン グラ 計測値一覧画面
改善ヒント集
従来の問題点
目視による検査では、検査結果を生産性や品質の
アップに結びつけるのが難しい!
目視や簡易型の画像センサで検査を行なっていましたが、結果の数値化が困難なため検査結果を品質向上に活か
すことができませんでした。また、結果集計に時間がかかり、工程へのフィードバックに手間がかかっていました。
おすすめの機種
検査の自動化 数値化を実現する画像センサ
・ CV-5000シリーズ
生産性向上&
面積や寸法、色合いなど、目でわかる特徴を数値化できます。また、検査と同時に測定データの収集、統
数値化
計解析を自動で行なうため、不良多発部位や不良内容を見てより正確な源流対策を素早く実現できます。
実例アプリケーション
シリンダヘッド水穴開口率検査 エンジンルーム部品位置検査
複数の水穴を、全閉はもちろんその開口率にて合否判定 部品の有無はもちろん、エンジンと各種ホースの距離測
することが可能です。 定も可能です。
14
画像処理は、
リアル500万画素時代へ
処理領域 2432×2050 画素 [業界初] 台同時取込で
4 2000 万画素検査
[業界最高]
500万画素CCDをフル活用し有効画素2432×2050画素を61.2msで
超高速転送。 取込範囲を最大限生かしCCDの縦方向も2050画素を処
全カメララインナッ 4台同時取込に対応しており、
プ、 最大500万画素
理。 リアル500万画素カメラが、31万画素カメラ16台分、200万画素カ
カメラ4台、2000万画素の同時取込が可能です。
メラ2.6台分の領域を 1台でカバーします。
31万画素 480
印字検査を行なう
ために必要な解像度を 640
1200
確保する
・・ と・
2050 約2000万画素の
4100
200万画素
超高精細処理が可能!
1600
500万画素
2432 4864
超高解 像 度&超広 範囲処 理
[業界最高]
近年、より微細化し、品質基準もますます厳しく なる電子部品の検査を業界最高解像度の500万画素カメラで。
あきらめていた検査を可能に、 不安定だった検査をより安定的に、 もう少し余裕のある判定公差で。カラー、モノクロ
共に業界最高解像度のCV-5000シリーズが、最高レベルの品質向上をお約束いたします。
31万画素 200万画素 500万画素
全画素カテゴリーで業界最速転送 [クラス最速]超高速「3+1」プロセッサテクノロジー
[業界最多]
業界最高全16種類のカメラバリエーションをラインナッ 31万画素、
プ。 最大2000万画素の高容量画像や、カラー処理、 複雑な内部演算を行な
100万画素、200万画素、500万画素(2432×2050)の全カメラ画素領 う高度なアルゴリズムを高速に処理しながら運転中でも操作できる、 残
域で業界最速の画像転送。 さらに業界唯一の超小型200万画素カメラ したい画像・計測結果を処理に影響を与えずに記録する。 このような過
など案件に応じて最適なカメラを混在使用することが可能です。 酷な要求を解決するのが並列処理 「3+1」プロセッサシステムです。
超高速カメラシリーズ 転送速度
1CPUシステムの機器と異なり、表示や操作、画
CV-H035C/M 31万画素(640×480) 4.7ms
像出力、 画面キャプチャーなどの運転中の操作
CV-H100C/M 100万画素(1000×1000) 20.5ms
が計測時間に影響を与えることはありません。
CV-H200C/M 200万画素(1600×1200) 29.2ms
CV-H500C/M 500万画素(2432×2050) 61.2ms
従来
処理プロセスの カメラ
CPU 出力
従来との比較
CV-5000シリーズ
DSP
カメラ カラー
CPU
画像処理 出力
エンジン
DSP
02
[ 連 続送りの場合 ]
□シャ ター速度について
ッ
検査対象がカメラの前で一旦停止せずに流れていく場合は、 ッ
シャ ター速度についても考慮する必要があります。
異物の映像がぼやけています
高速シャ ター画像
ッ 低速シャ ター画像
ッ
シッ
ャ ター速度=希望最小検出異物サイズ÷5÷ラ ン速度
イ
例えば、連続シートの上の異物を検査する場合、
シートは連続的に流れていきます。
これをカメラで撮像した場合、 ッ
シャ ター速度(露光時間)が
ライン速度に対して十分速くないと
撮像した映像にブレが生じてしまいます。
そこで、
このブレを十分に抑えるためには、
例)希望最小検出異物サイズ=1 mm 検出異物の最小サイズの1/5程度の距離を
ライン速度=1m/秒
シャ ター速度=1
ッ mm÷5÷1 0 mm/秒=1/5000 よ
00 り、 移動する時間を ッ
シャ ター速度の目安と考えます。
シャ ター速度は、
ッ 1/5000が理想的と考えられます。
□最大ライン速度について
次に、希望最小検出サイズから検出可能なライン速度を求める方法を解説します。
検出したい最小の異物サイズが決まれば、前頁の考え方より必要な視野が決ま ます。
り
視野が決まれば、
その視野を画像処理時間内に移動するライン速度が、漏れなく検出できるライン速度となります。
最大ラ ン速度=撮像視野÷画像処理時間
イ
ここで、画像処理時間は、画像センサの能力と設定内容によって変わりますので、 トによ
テス り実測します。
たとえば、希望検出最小サイズ=0.mm、
2 前頁の表よ 2 0万画素カメ
り、0 ラを使用した場合、
撮像視野は、最大1 0
0 mmまで可能になります。
画像処理時間=5 m とする
0s と
最大ラ ン速度 =100mm÷0.05秒=2000mm/秒
イ
よ 2m/秒までな 検出漏れがないこ
り、 ら、 とになります。
[ 画像処理時間について ]
画像センサの処理速度が早ければ、当然、高速ラインでの検査が可能になります。
では、外観検査を行なう場合、
どれくらいの処理時間がかかるで ょ か
しう?
これは、先にも述べましたが、画像センサの能力と設定内容で大きく変わり、既定値や算出方法もありません。
ここでは、
ある条件での概算の処理時間をご紹介します。
[代表例]
高速31万画素白黒カメラ 高速31万画素カラーカメラ 高速200万画素白黒カメラ 高速200万画素カラーカメラ
最小撮像間隔 10ms 13ms 31ms 46ms
画像処理時間 10ms 13ms 39ms 73ms
※CV-5000シリーズの傷モードを使用。 31万画素は、セグメントサイズ2画素、200万画素はセグメントサイズ4画素の高速モードを使用
※最小撮像間隔とは、 CV-5000のダブルバッ ファ機能により、シャッターを切ることができる最速の時間です。
※画像処理時間とは、 トリガ入力から画像処理が完了するまでの時間です。
※シャッター速度 1/1000
:
4
事例 3 カメラ 画像検査における課題と改善
・
従来の問題点
一般的な白黒カメラを使用していましたが、金と銀など
濃淡差の少ない対象で検出が安定しませんでした。
改善ポイント
人の視覚に近い
カラーカメラへの交換。
誤 検出が減り、歩留まりが大幅に向上しました。
銀ペーストのみを抽出
銀ペーストのはみ出し検出
マル マルチカメラ画像センサ CV-5000シリーズ
おすすめ機種
チカメラ 超高速・マルチカメラ画像センサ CV-5000シリーズ すべてのラインで威力を発揮
画
■ 業界最速7倍速C Dカメラ
C 超高速 超並列処理
・像 『3+1』プロセッサ
セ
■ 業界最速
ン 超高速カラー画像処理エンジ
超高速 超並列処理
・ 『3+1』
ンに、 DSP を 2 個 、高 速
サ プロセッサシステム採用
RISC-CPUの合計4つのプロ
■ 12種類の セッサを用いた並列処理シス
カメラバリエーション テムを採用。 クラス最速の処
理を実現します。 CPU、 DSP
■ クラス最多
ともに最新スペック採用で、
全18種の検査モード 弊社のCV-3000シリーズ比
画像処理を複数のプロセッサで分担して処理することで高速化を
2倍の高速化を実現しました。 実現しています。
最先端の高速ラインに対応 不可能を可能にするカラー濃淡処理
「A.C.E.B」
業界最速 7倍速CCDカメラ 新カラー抽出エンジン
人間の感覚に最も近いと言われるHSV方式を採用した新開発カラーエンジンA.C.E.B
新 開発超高速CCDを採用し
(Advanced Color extraction Engine B)
た7倍速カメラシリーズ。 24 を搭載し、
「カラー濃淡処理」
「カラー二
万画素カメラは4.7ms、100 値化」 ともに高い色抽出能力を実現。 従来処理では不安定だった処理が安定します。
万画素カメラは20.5msで全
元画像 白黒画像 カラー濃淡画像
画面の転送が完了。 3000ケ
/分を超える、業界最先端の超
高速ラインでの検査に対応が
可能。 高画素カメラでの検査
をあきらめていた高速ライン
端子部分に茶色の汚 白黒画像では対象と背 茶色の汚れのみしっ
での適用が実現します。 れが付着しています。 景の区別がで ません。
き かり抽出できています。
実例アプリケーション
ウェハの位置確認 水晶デバイスの
ロットナンバー検査
アーム上のウェハの位置を確認し、
成膜工程での品質のバラつきを ロットナンバーが正確に印字され
防止します。ノッチがあっても安定 ているかを文字認識機能を用いて
した検出が可能です。 検査します。
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