可見液面邊界的照明與 ROI 設定：保留極性、座標和有歧義的邊緣

定義對比度約定

瓶子影像更亮，未必就是更好的液位影像。瓶壁上的反光可能比液面邊界更強，而泡沫又會產生另一條水平過渡。選擇照明之前，先定義對比度約定：哪一處過渡代表約定的可見邊界、它具有怎樣的影像極性，以及哪些瓶壁或標籤特徵必須留在觀察區域之外。目標是得到穩定、可觀察的邊界，而不是一幅好看的預覽畫面。可見高度或覆蓋比例仍然只是一種替代指標。照明的改變並不能建立向體積的換算，對彎曲容器或不確定的彎月面尤其如此。

保留極性樣本

在試驗閾值之前，先儲存空瓶、標稱液位和明顯偏低液位容器的原始影像。包括可能被誤認為目標過渡的瓶壁合模線、標籤偏移和泡沫情形。記錄邊界下方區域應當比上方區域更亮還是更暗。這一極性取決於實際的照明與材料組合，並不適用於所有液體。比較衍生的灰階影像和二值影像時，要使用同一批原始影像。試驗中要保留空瓶對照，因為沒有液體時仍然存在的線條，可能是瓶壁或治具的特徵，而不是有用的液位證據。

選擇照明幾何

在固定的容器姿態下，使用同一相機和鏡頭幾何，比較背光方案與擬採用的替代方案。對某些容器，背光可以顯現透射強度的過渡，但厚壁、有色或彎曲的瓶壁可能削弱或移位這一過渡。漫射佈置可以減弱瓶壁上的明亮反光，同時也會降低邊界處的梯度。請直接記錄這些取捨。同一次試驗中移動光源時，不要改變觀察區域或增益。如果邊界需要新的視角，應將其視為單獨的幾何修訂，而不是把全部改善都歸功於照明調整。

將 ROI 與容器基準綁定

可見邊界是在宣告過的局部座標系中讀取的，而不是在可移動的顯示裁切畫面中讀取。

穩定的容器基準
固定的原始影像 ROI
向下的邊界座標
僅為可見高度替代指標

幾何示意；更改 ROI 需要建立新的比較基準。

宣告 ROI 座標

在原始影像座標中宣告 ROI，並定義檢測到的邊界如何對應到該局部座標系。以一個示意性的合成區域為例，區域高度為 20 px，自頂部向下量得的唯一邊界位於 y=8，則可見高度比例為 0.6。在 y=14 時，按同一約定得到 0.3。下面的計算表達的是座標約定，而不是真實瓶子的體積。裁切位置的移動會改變參考高度，因此每次修訂都要保留裁切原點、尺寸和容器基準。不要把不同 ROI 得到的比例，當作只有充填狀態不同來比較。

H = 20
y = 8
visible_ratio = (H - y) / H  # 0.6
y = 14
visible_ratio = (H - y) / H  # 0.3
# y is measured downward from the top of the fixed ROI.
# This is a synthetic image-height proxy, not liquid volume.

成對的照明試驗

做一次成對試驗：每個帶有識別碼的容器，在基線照明和候選照明設定下各取像一次，且參考類別不變。曝光、增益、姿態、靜置條件和 ROI 都保持固定。在正常的照明預熱之後，以及在預期的環境光極值下，重複這一對取像。即使候選方案看起來更差，也要儲存兩張原始影像。按容器組比較邊界的可見性和歧義程度，而不是從每種條件中只挑選最清晰的一張圖。如果無法關閉相機的自動控制，則應記錄每次取像的實際設定，並認識到該試驗已無法單獨隔離出照明的影響。

檢查邊界剖面

在調整最終判定之前，先檢查約定觀察區域內的強度剖面或梯度剖面。標出目標邊界，以及由合模線、反光或泡沫形成的競爭過渡。在允許的各水平位置檢查剖面；只看某一欄有利的像素，可能掩蓋其他位置影像不佳的問題。儲存灰階剖面、擬定的邊界座標和源裁切圖的識別碼。閾值化是在帶有宣告極性的衍生影像上進行的操作，並不是物理液面的獨立證據。任何平滑或形態學處理，都必須作為單獨的參數修訂記錄下來，因為它們可能去掉真實存在的細小過渡，或把不相關的區域連在一起。

記錄對比度工作簿

用對比度工作簿把每種照明配置與容器識別碼、影像識別碼、ROI 座標、極性和可觀測性結論關聯起來。當影像中存在相互競爭的邊緣時，要寫明原因，而不是硬把一個座標填進數值欄。合成計算放在單獨的工作表中，並標註為示意。下表區分了穩定的唯一邊界與有歧義或缺失的資訊。表中的範例比例只示範座標運算，並不為客戶的容器規定驗收限值。可重現的試驗必須保留失敗案例和完整的樣本組，包括空瓶對照，以及不支援所擬照明方案的容器設計。

合成的座標與可觀測性工作表；並非體積或量產限值
輸入條件	記錄的替代指標	處置
ROI 高度 20 px；唯一邊緣 y=8	0.6	示意性的可觀察邊界
ROI 高度 20 px；唯一邊緣 y=14	0.3	示意性的較低可見液位
同樣合理的多條液面邊緣	無可信座標	複核歧義；不要挑選能通過的邊緣
邊界被標籤遮住或已飽和	無可信座標	保留不可觀測狀態；不要推斷體積

拒絕有歧義的邊界

出現多條同樣合理的邊界時，其結果應保留供複核，而不是選取能通過的那個座標來了結。經原始碼審閱的固定工站案例，把強度相當的液面邊緣判為 Review；它並不推斷存在某個被隱藏的正確液面。在擬議的量產試驗中，要在查看驗收答案之前就定義好歧義規則。泡沫、瓶壁眩光或晃動液面造成的第二條邊緣，可能需要改變取像條件或改用其他感測器。不斷提高對比度閾值，直到只剩下方便的那條邊緣，並不是有效的矯正方式，除非已用全部凍結的瑕疵樣本組和不可觀測樣本組對其做過測試。

受控的照明對比

對比原始的邊界證據時，保持容器與取像條件固定不變。

確認容器與參考類別
以基線照明與候選照明取像
比較唯一邊界與競爭邊界
凍結配置，或保留歧義

擬議的試驗，並非量產實測結果。

凍結照明與 ROI

當成對的證據支援邊界可重複時，凍結照明幾何、預熱行為、曝光、ROI 座標、極性和可觀測性規則。除了選定的候選方案，也要保留基線，以便下一位工程師重現這次比較。只有原始影像滿足約定的觀察條件之後，才進入已儲存影像的工作流程；照明和取像沒有顯現出來的邊界，演算法無法找回。Deyi Vision 的工作流程評估，要求針對具體專案核對實際受支援的節點和執行環境。本文給出的是一項照明試驗和座標替代指標，而不是已完成的產線測試、可用的瀏覽器執行器，也不是對充填容量的保證。

來源與技術參考資料

這些資料說明本教學所用方法的依據與適用範圍。文中的檢查範例僅供參考；量產驗收需要用你自己的樣品取得佐證。

Image ThresholdingOpenCV查核於 2026年10月11日
Contours: Getting StartedOpenCV查核於 2026年10月11日
Deyi Vision Vision WorkbenchDeyi Vision查核於 2026年10月11日