Bílé, modré, červené a zelené osvětlení ve strojovém vidění

V systémech strojového vidění není barva osvětlení vybírána náhodně – správná volba může způsobit, že vady budou jasně vystupovat, zatímco špatná volba může způsobit potíže i nejpokročilejším algoritmům při rozpoznávání prvků. Mnozí lidé podceňují vliv barvy osvětlení, což vede k nekonzistentní přesnosti kontrol.

Dnes vysvětlíme aplikace čtyř základních barev osvětlení a jednu kontrastní strategii, které pomohou rychle vybrat správné osvětlení.

ⅰ. Bílé světlo: vhodné pro 80 % běžných scénářů

Bílé světlo pokrývá celé viditelné spektrum (380–750 nm) a přesně reprodukuje skutečné barvy objektů. Jde o nejvíce univerzální možnost osvětlení a slouží jako „výchozí volba“ při vizuální kontrole.

1. Klíčové výhody :

Rovnoměrné spektrum a komplexní vykreslování detailů, bez nutnosti starat se o kompatibilitu materiálů – ať už jde o plast, kov nebo papírové výrobky, bílé světlo dokáže zachytit jasné referenční obrázky.

2. Použitelné scénáře :

Základní testování v počáteční fázi inspekce (nejprve vyhodnoťte efekty pod bílým světlem, poté upravte), inspekce výrobků smíšených kategorií (např. současná kontrola plastových a kovových dílů na jednom výrobním řetězci) a scénáře vyžadující detekci rozdílu barev (např. kontrola barvy potravin).

Poznámka:

Když si nejste jisti, kterou barvu světla zvolit, začněte s bílým světlem. Zvládne až 80 % běžných inspekčních scénářů.

ⅱ . Modré světlo: Zesilování drobných vad

Modré světlo má krátkou vlnovou délku (450–495 nm) a silně se rozptýluje při interakci s jemnými strukturami (např. škrábance, částice), což je ideální pro zviditelnění mikrovad na vysoce odrazivých materiálech.

1. Klíčové výhody :

Potlačuje odlesky na kovech (např. zabraňuje oslnění na povrchu nerezové oceli), čímž vytváří vysoký kontrast pro vady jako jsou škrábance a vrypy.

2. Použitelné scénáře :

Kontrola povrchu kovových dílů (např. škrábance na ložiskách automobilů, vrypy na rámech chytrých telefonů), detekce drobných nečistot na skleněných površích a scénáře vyžadující přesné lokalizování hran (např. zarovnání pinů čipu).

Poznámka: Modré světlo může být pro oči drsné; během provozu je nutno používat ochranné brýle.

ⅲ. Červené světlo: Silná pronikavost

Červené světlo má delší vlnovou délku (620–750 nm), díky čemuž dokáže pronikat určitými tmavými nebo poloprůhlednými materiály. Je vhodné pro kontrolu „prvků uvnitř nebo pod povrchem“.

1. Klíčové výhody

Není tmavými materiály pohlcováno, což mu umožňuje pronikat povrchem a odhalovat podkladové prvky – např. způsobí, že znaky jsou viditelné skrz tmavé plastové lahve.

2. Použitelné scénáře

Čtení znaků na tmavých látkových lahvích (např. lahvičky s ústními léky, inkoustové lahvičky), detekce vnitřních bublin v poloprůhledných koloidních látkách (např. silikon, pryskyřice) a identifikace nečistot mezi vrstvami tkaniny.

Poznámka: Červené světlo může být pro oči drsné; během provozu je nutné používat ochranné brýle.

ⅳ. Zelené světlo: Potlačení rušivých vlivů pozadí pro přesnou detekci znaků

Zelené světlo má střední vlnovou délku (520–570 nm) a v monochromatických kamerových systémech vykazuje vynikající výsledky, efektivně potlačuje rušivé vlivy pozadí a zvyšuje viditelnost cílových prvků.

1. Klíčové výhody

Poskytuje extrémně vysoký kontrast pro červené objekty (např. červené znaky se pod zeleným světlem jeví jasnější) a dokáže „neutralizovat“ zelené pozadí (např. zelené víčka lahví se pod zeleným světlem jeví tmavší, což způsobí, že bílé znaky lépe vystupují).

2. Použitelné scénáře

Rozpoznávání znaků na obalech (např. bílá šaržová čísla na zelených víčkách lahví), detekce červených vad (např. bílé nečistoty na červených pryžových dílech) a extrakce objektů na rušivém pozadí (např. poloha dílů na zelených dopravnících).

Poznámka: Zelené světlo může být pro oči drsné; během provozu je nutné používat ochranné brýle.

ⅴ. Klíčová strategie: Zvýšení kontrastu pomocí „sousedních/doplňkových barev“

Po výběru vhodné barvy osvětlení může použití „strategie barevného kontrastu“ zdvojnásobit účinnost inspekce:

1. Strategie sousední barvy

Použijte barvu světla podobnou cílovému objektu (např. zelené světlo pro zelené díly). Tím se cíl na obrázku zesvítí a pozadí se „neutralizuje“ – např. zelené vzory na zelených obalech jsou pod zeleným světlem vybledlé, čímž nedráždí při rozpoznávání bílého QR kódu .

2. Strategie doplňkové barvy

Použijte barvu světla opačnou k barvě cílového objektu na barevném kole (např. červená vs. zelená, modrá vs. žlutá). To vytvoří silný jasový kontrast – např. bílé znaky na zeleném pozadí jsou pod červeným světlem jasnější, zatímco pozadí potemní, což výrazně zvyšuje úspěšnost rozpoznání.

ⅵ. Shrnutí: Přehledová tabulka výběru barvy osvětlení

Základní účel barevného osvětlení je „zvýšit kontrast mezi cílem a pozadím“. Není třeba to příliš komplikovat. Na základě materiálu a typu vady se řiďte následující tabulkou a použijte strategii sousedních/doplňkových barev, abyste dosáhli optimální kvality obrazu a zdvojnásobili efektivitu algoritmů.

Výběr barvy osvětlení vyžaduje komplexní zohlednění následujících faktorů: