按缺陷对比度比较红光、蓝光和白光照明

本测试要回答的问题

应根据可测量的缺陷/背景区分度来选择光源颜色，而不是选最亮的图像。颜色变化可能使对比度反转，也可能使最佳对焦位置发生移动。

这是一份与厂商无关的现场调试方法。更改任何设置之前，请先查阅所用具体型号的相机、镜头、传感器或控制器手册。文中的数值示例表为假设数据，既不是 Deyi Vision 的测量结果，也不是产品规格。

选择颜色之前，先明确需要被区分的特征：污染物、印刷标记、划痕，还是涂层缺失。标注合格样品和缺陷样品时，不能以它们在图像中的亮度为依据。目标是对该特征做出可重复的判定。让整个工件看起来很好看的颜色，仍可能减少检测器能获得的信息。

前置条件

第一轮对比使用黑白相机，并保持照明几何布置不变。曝光要控制在运动所允许的上限之内；记录波长/波段以及所用的光谱滤光片。

第一轮对比期间，光源位置、扩散板、背景和观察角度保持固定。如果可用的几盏光源发光面积或光束分布不同，要把这一局限记录下来；这时对比的是完整的照明布置，而不只是波长。使用实际量产的材料批次，包括可接受的颜色差异。不要仅凭某个颜色恰好有利的单个样品就选定光源。

测试台与记录

准备红、蓝、白三种光源，已标注的材料批次，以及固定的缺陷/背景 ROI。手动设定增益，并保留未饱和的原始图像。

每次采集都要同时记录光源标识、光谱滤光片、镜头设置和相机处理方式。试验期间关闭自动亮度调整、伽马变化和动态显示缩放。分析使用原始像素值，而不是屏幕截图。确认背景区域代表的是缺陷相邻的表面，而不是工件上其他位置无关的明亮区域。

执行测试

1. 光源预热后，用相同的曝光时间采集每种颜色。
2. 调整光源输出，使各颜色的背景亮度相近且未饱和，并把这第二轮对比单独标注。
3. 为每个样品计算带符号对比度和噪声；保留暗/亮极性。
4. 波长改变后检查对焦，并在独立批次上验证检测结果。

把其他颜色都轮流试过一遍后，再重复最初的光源颜色，以暴露样品移动或光源漂移。固定曝光的系列与亮度匹配的系列，要分成两组记录。为匹配亮度而改变光源输出时，只能在其支持的工作范围之内调整。不要用提高增益来弥补较差的光学区分度，然后又把结果说成仅由波长带来的改善。

假设示例表

假设各 ROI 的均值算出的对比度：红光为 −0.167，蓝光为 −0.600，白光为 −0.326。在这个示例中蓝光的区分效果最好，但是否可用，仍取决于噪声、对焦和材料差异。

signed_contrast = (mean_defect - mean_background) / mean_background
Red: (150 - 180) / 180 = -0.167
Blue: (70 - 175) / 175 = -0.600
White: (120 - 178) / 178 = -0.326

带符号的示例表保留了缺陷比周围更暗还是更亮的信息。除均值之外，还要检查其背后的分布：有纹理的合格区域与缺陷可能重叠，即使平均对比度看起来很强。饱和情况和随时间的波动要分别记录。本示例只对这几处假设的区域排序，并不能证明蓝光照明普遍更优。

测试流程

把流程图当作追溯用的核对清单来用。每个颜色分支都应指向同一个已标注的样品和可比较的区域，并附上采集设置。如果样品表面或测量区域在不知不觉中发生了变化，这样的对比不予采用。加入光谱滤光片之后，要给该光源/滤光片组合单独的配置标识，使其他工程师能够复现这次对比。

解读证据

固定对焦的对比，要与明确记录的重新对焦后的对比分开。前者衡量的是在现有设置中更换照明所带来的影响；后者评估的是一种重新设计的运行配置。任何对焦变化之后，都要在整个视野内检查所要求的最小细节。中心裁切区域有所改善，并不能证明角落特征或测量比例仍然可以接受。

故障排查

• 如果对比度反转，只有在验证了合格样品和缺陷样品之后，才可以更新检测器的极性。
• 如果换了另一种颜色后某个角落的对比度下降，应检查对焦和镜头在该波长下的表现，而不是归咎于算法。

如果对比度的正负号在不同批次之间发生变化，应先检查材料和表面差异，再去确定检测器的极性。如果表面上的颜色优势在量产曝光下消失了，应检查噪声和可用的光源输出。如果滤光片改善了一个特征却掩盖了另一个，要把两种失败都保留下来，并重新审视检测要求。只挑选有利的裁切区域，解决不了彼此冲突的特征要求。

验收与交接

只有在量产曝光下，最差批次的区分度和误报限值都通过之后，才能选定波长。归档原始 ROI、光源/滤光片标识和对焦位置；不要把这个示例推广到所有有色材料。

将原始文件、设置、样品标识和判定限值一并归档。请参照下方相关的产品指南与准备指南，与 Deyi Vision 讨论已有书面记载的需求。

依据已声明的缺陷检出和误报判据来选出候选颜色，然后在预期速度和姿态范围内测试独立批次。记录哪些材料变化需要重新评估。被淘汰的颜色候选及其原始区域也要保存，而不只是保存胜出者。交接材料应说明区分度的改善来自颜色、对焦还是不同的照明几何布置，以及哪些改变仍未测试。