Oświetlenie w kolorach białym, niebieskim, czerwonym i zielonym w systemach wizyjnych

W systemach wizji maszynowej kolor oświetlenia nie jest wybierany przypadkowo — odpowiedni wybór może sprawić, że wady wyraźnie się wyróżnią, podczas gdy błędny wybór może utrudnić nawet najbardziej zaawansowanym algorytmom rozpoznawanie cech. Wiele osób pomija wpływ koloru oświetlenia, co prowadzi do niestabilnej dokładności inspekcji.

Dziś wyjaśnimy zastosowania czterech podstawowych kolorów oświetlenia oraz jednej strategii kontrastu, które pomogą szybko dobrać odpowiednie oświetlenie.

ⅰ. Światło białe: Nadaje się do 80% ogólnych zastosowań

Światło białe obejmuje cały zakres widzialny (380–750 nm), dokładnie oddając prawdziwe kolory obiektów. Jest to najbardziej uniwersalna opcja oświetleniowa i stanowi „domyślny wybór” w inspekcji wizyjnej.

1. Główne zalety :

Jednolity spektrum i kompletna reprodukcja szczegółów, eliminujące potrzebę martwienia się o kompatybilność z materiałami — niezależnie od tego, czy chodzi o wyroby plastikowe, metalowe czy papierowe, światło białe pozwala uzyskać wyraźne obrazy referencyjne.

2. Scenariusze możliwe do zastosowania :

Testowanie podstawowe w początkowej fazie inspekcji (najpierw ocena efektów w świetle białym, następnie dostosowanie), inspekcja produktów mieszanej kategorii (np. jednoczesna kontrola elementów plastikowych i metalowych na tej samej linii produkcyjnej) oraz scenariusze wymagające wykrywania różnic barw (np. kontrola koloru żywności).

Uwaga:

Gdy nie jesteś pewien, który kolor wybrać, zacznij od światła białego. Obsługuje ono 80% typowych scenariuszy inspekcji.

2. . Światło niebieskie: Wzmocnienie drobnych wad

Światło niebieskie ma krótką długość fali (450–495 nm) i silnie ulega rozproszeniu przy oddziaływaniu z drobnymi strukturami (np. rysy, cząstki), co czyni je idealnym do podkreślania mikrowad na powierzchniach o wysokiej odbiciowości.

1. Główne zalety :

Odprowadza refleksy lustrzane na metalach (np. zapobiega olśnieniu na powierzchniach ze stali nierdzewnej), tworząc silny kontrast dla wad takich jak rysy i wgniotenia.

2. Scenariusze możliwe do zastosowania :

Inspekcja powierzchni elementów metalowych (np. rysy na łożyskach samochodowych, wgniotki na ramkach smartfonów), wykrywanie drobnych zanieczyszczeń na powierzchniach szklanych oraz scenariusze wymagające precyzyjnej lokalizacji krawędzi (np. dopasowanie pinów układów scalonych).

Uwaga: Niebieskie światło może być uciążliwe dla oczu; podczas pracy należy nosić okulary ochronne.

iII. Wprowadzenie do obrotu Światło czerwone: Silna zdolność przenikania

Światło czerwone ma dłuższą falę (620–750 nm), co umożliwia mu przenikanie przez ciemne lub półprzezroczyste materiały. Nadaje się do inspekcji „cech wewnętrznych lub znajdujących się pod powierzchnią”.

1. Główne zalety

Nie jest pochłaniane przez ciemne materiały, dzięki czemu może przenikać przez powierzchnie i ujawniać ukryte cechy — np. sprawia, że znaki stają się widoczne przez ciemne plastikowe butelki.

2. Scenariusze możliwe do zastosowania

Odczytywanie znaków na ciemnych butelkach z cieczą (np. butelki z lekarstwami doustnymi, butelki z atramentem), wykrywanie wewnętrznych pęcherzyków w półprzezroczystych kolioidach (np. silikon, żywica) oraz identyfikacja zanieczyszczeń między warstwami tkaniny.

Uwaga: Czerwone światło może być uciążliwe dla oczu; podczas pracy należy nosić okulary ochronne.

ⅳ. Zielone światło: Odprowadzanie zakłóceń tła dla dokładnego rozpoznawania znaków

Światło zielone ma średnią długość fali (520–570 nm) i doskonale sprawdza się w systemach kamer czarno-białych, skutecznie tłumiąc zakłócenia tła i poprawiając widoczność cech obiektu docelowego.

1. Główne zalety

Zapewnia bardzo wysoką kontrastowość dla czerwonych obiektów (np. czerwone znaki wyglądają jaśniej przy zielonym świetle) oraz może "neutralizować" zielone tła (np. zielone nakrętki butelek stają się ciemniejsze przy zielonym świetle, co powoduje, że białe znaki lepiej się od nich odczytują).

2. Scenariusze możliwe do zastosowania

Rozpoznawanie znaków na etykietach opakowań (np. białe numery partii na zielonych nakrętkach butelek), wykrywanie czerwonych wad (np. białe zanieczyszczenia na czerwonych elementach gumowych) oraz wyodrębnianie obiektów na tle złożonych tłów (np. pozycjonowanie części na zielonych taśmach transportowych).

Uwaga: Zielone światło może być uciążliwe dla oczu; podczas pracy należy nosić okulary ochronne.

ⅴ. Kluczowa strategia: Wzmocnienie kontrastu za pomocą "kolorów przyległych/dopełniających"

Po wybraniu odpowiedniego koloru oświetlenia, zastosowanie "strategii kontrastu barwnego" może podwoić skuteczność inspekcji:

1. Strategia kolorów przyległych

Użyj koloru światła podobnego do koloru obiektu docelowego (np. zielone światło dla zielonych elementów). To rozjaśnia cel na obrazie i „neutralizuje” rozpraszające tło — np. zielone wzory na zielonych torebkach opakowaniowych wyblakają przy zielonym świetle, nie zakłócając rozpoznawania białego kodu QR .

2. Strategia kolorów dopełniających

Użyj koloru światła przeciwnego do koloru obiektu docelowego na kole barwnym (np. czerwony względem zielonego, niebieski względem żółtego). Tworzy to silny kontrast jasności — np. białe znaki na zielonym tle stają się jaśniejsze przy czerwonym świetle, podczas gdy tło ciemnieje, znacznie poprawiając współczynnik sukcesu rozpoznawania.

ⅵ. Podsumowanie: Tabela wyboru koloru oświetlenia do łatwego odniesienia

Głównym celem koloru oświetlenia jest „zwiększenie kontrastu między obiektem a tłem”. Nie trzeba tego komplikować. W oparciu o rodzaj materiału i wady, skorzystaj z poniższej tabeli oraz strategii kolorów przyległych/komplementarnych, aby osiągnąć optymalną jakość obrazu i podwoić wydajność algorytmu.

Wybór koloru oświetlenia wymaga kompleksowego rozważenia następujących czynników: