光学与照明

SKU 颜色分选:照明与物体掩膜

在稳定的物体区域上比较产品颜色,避免阴影、镜面高光和彩色背景悄悄改变样品的定义。

发送样品,申请工程评审
SKU 颜色分选:照明与物体掩膜 — 工程示意图,不是照片,也不是实测结果。
工程示意图,不是照片,也不是实测结果。

目的与适用边界

在稳定的物体区域上比较产品颜色,避免阴影、镜面高光和彩色背景悄悄改变样品的定义。

本教程给出的是一套工程评估方法,而不是可直接运行的产品认证。Deyi Vision 目前公开的 PC 示例,涵盖的是在已确认的样品图像上运行 EAN-13 的工作流。工程代码中的原生 OCR 和检测部分,使用前必须对照已安装的运行环境、已绑定的模型和任务逐一核实。浏览器模板并不能证明可以在浏览器中执行:规划中的 OpenCV.js 后端需要单独验证。云端识别须明确批准图像范围、服务提供方、模型和费用。评审归档包不是可执行的发布包。相机、固件和驱动的兼容性需另行核查。下文所有记录表中的数值均为假设值,不是 Deyi Vision 的测量结果,也不是客户的结果。

准备证据

在拟采用的漫射光下,准备一个中性靶标和有代表性的产品形状。在查看分类结果之前,先确定哪一块表面区域代表目标类别。选定的条件要在把治具复位之后再重复一遍,而不能只是在什么都不动的情况下重复。这样才能看出配方在换型时能否复现。当环境光状态和光源开启后经过的时间会影响图像时,要把它们记录下来。不要把来自不同掩膜或不同位深转换的测量值放在一起比较,仿佛只有照明发生了变化。被否决的光学条件也要留在记录中,包括它的图像和否决原因。看起来漂亮的图像不一定是最适合检测的图像:所选条件必须在约定的全部样品范围内,保留相关特征,并使其与可接受的差异保持可区分。颜色分选与 SKU 识别回答的是不同的问题。某个颜色区域可能与红色参考相符,而该物品的尺寸、标签或包装规格却是错的。要先明确该任务是按实物颜色分选、核对预期的 SKU,还是两项独立的检查都要做。使用通道顺序已知的彩色图像,并把曝光、白平衡和光源光谱写入配方。要测试可接受的各批材料、光泽表面、阴影和外来产品,而不是只测一张干净的参考色卡。饱和度低时色相不可靠,而被截断的高光会丢掉算法无法还原的信息。未知、无法观察和混色的物品需要有明确的分流去向。若语义 SKU 识别使用了模型,要把该模型与颜色阈值分开验证,并且在向云端传输任何数据之前先取得批准。在调整阈值之前,先建立一套受控的光学比较。标记治具、工作距离、光源角度和对焦位置,使每种条件都能复原。只改变选定的照明或区域变量,同时保持相机设置和样品标识不变。每个裁剪图或掩膜旁边,都要保留完整的源帧,以及回到源坐标的变换关系。既要采集可接受的差异,也要采集已知有问题的样品,并包括允许摆放范围的边缘位置。解读数值结果之前,先在原图上检查区域叠加图。缩小区域可能掩盖失败而不是改进检测,所以被排除的区域必须有明确的工程理由。

操作步骤

  1. 在相机设置固定的条件下比较不同照明,并检查中性色块有无通道失衡或截断。
  2. 定位物体,把它的掩膜映射到源坐标,排除已知背景,同时不要切掉决定类别的材料。
  3. 记录有效物体像素数,并在原图上检查眩光/阴影的排除区域;绝不能仅因某块难处理的区域会导致分错类别,就把它排除掉。
  4. 在相同样品上保存基线掩膜和候选掩膜,再改变姿态和饰面重复一遍,然后才冻结 ROI。

解读试验结果

在这份假设的掩膜记录中,试验窗口内有 2000 个像素,但有效物体像素只有 1000 个。颜色像素数 600 必须以物体像素数为分母,得到 60%,而不是以整个窗口为分母得到 30%。可见,掩膜的构建方式会改变比值的含义;被排除的像素及其原因必须可供审计。

记录表

假设示例表;数值为设计示例,不是实测性能。
项目数值 / 观察含义
窗口 / 有效物体2000 / 1000 px由物体掩膜决定分母
颜色像素数600 px占物体 60%;占窗口 30%
object_ratio = 600 / 1000 = 60%
window_ratio = 600 / 2000 = 30%

两个工程视角

两个工程视角 · 1

图中显示的是检查顺序。每个箭头都需要有记录在案的证据;这并不意味着已实现自动连接。源帧 → 照明条件 → ROI → 对比度。

  1. 源帧
  2. 照明条件
  3. ROI
  4. 对比度
工程示意图,不是照片,也不是实测结果。
查看原尺寸示意图

两个工程视角 · 2

图中显示的是检查顺序。每个箭头都需要有记录在案的证据;这并不意味着已实现自动连接。基线 → 候选 → 同一样品 → 判定。

  1. 基线
  2. 候选
  3. 同一样品
  4. 判定
工程示意图,不是照片,也不是实测结果。
查看原尺寸示意图

故障诊断

  • 占据 ROI 的彩色传送带,可能主导颜色结果。
  • 如果高光排除把大部分彩色表面都抹掉了,应给出证据不足的结果,而不是硬判为某个已知类别。

验收与交接

在声明的变化范围内,只要目标材料仍可观察、分母保持稳定,即可接受照明和几何配置。颜色阈值与语义 SKU 识别留到下一阶段。

将源图像、预期判定、确切的版本和完整的结果记录放在一起保存。在选定最终参数之前,先冻结评估集。如果这些答案后来被用于调整工作流,就把该集合标记为开发数据,并另取一组新的独立验收集。要让 Review、NoResult、执行错误和采集缺失一直计入分母;不要通过筛掉记录行把它们变成合格。把可复现的失败案例与成功样例一并保存。交接材料应写明:谁有权更改配方,如何恢复先前已批准的版本,以及在验收之前哪些设备输出仍保持禁止。仅凭软件结果,不能证明运动中的实物零件到达了正确的目的地。

来源与技术参考资料

这些资料说明了本教程所用方法的依据与适用范围。文中的检查示例仅供参考;量产验收需要用你自己的样品取得证据。

  1. Deyi Vision machine vision software: evaluation scopeDeyi Vision核查于
  2. Thresholding Operations using inRangeOpenCV核查于
  3. Color Space ConversionsOpenCV核查于
  4. Geometric Image TransformationsOpenCV核查于

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