按瑕疵對比度比較紅光、藍光和白光照明

本測試要回答的問題

應根據可量測的瑕疵/背景區分度來選擇光源顏色，而不是選最亮的影像。顏色變化可能使對比度反轉，也可能使最佳對焦位置發生移動。

這是一份與廠商無關的現場調機方法。更改任何設定之前，請先查閱所用具體型號的相機、鏡頭、感測器或控制器手冊。文中的數值範例表為假設資料，既不是 Deyi Vision 的量測結果，也不是產品規格。

選擇顏色之前，先明確需要被區分的特徵：污染物、印刷標記、刮痕，還是塗層缺失。標註合格樣品和瑕疵樣品時，不能以它們在影像中的亮度為依據。目標是對該特徵做出可重複的判定。讓整個工件看起來很好看的顏色，仍可能減少檢測器能獲得的資訊。

前置條件

第一輪對比使用黑白相機，並保持照明幾何佈置不變。曝光要控制在運動所允許的上限之內；記錄波長/波段以及所用的光譜濾光片。

第一輪對比期間，光源位置、擴散板、背景和觀察角度保持固定。如果可用的幾盞光源發光面積或光束分布不同，要把這一侷限記錄下來；這時對比的是完整的照明佈置，而不只是波長。使用實際量產的材料批次，包括可接受的顏色差異。不要僅憑某個顏色恰好有利的單個樣品就選定光源。

測試台與紀錄

準備紅、藍、白三種光源，已標註的材料批次，以及固定的瑕疵/背景 ROI。手動設定增益，並保留未飽和的原始影像。

每次擷取都要同時記錄光源編號、光譜濾光片、鏡頭設定和相機處理方式。試驗期間關閉自動亮度調整、伽馬變化和動態顯示縮放。分析使用原始像素值，而不是螢幕截圖。確認背景區域代表的是瑕疵相鄰的表面，而不是工件上其他位置無關的明亮區域。

執行測試

1. 光源預熱後，用相同的曝光時間擷取每種顏色。
2. 調整光源輸出，使各顏色的背景亮度相近且未飽和，並把這第二輪對比單獨標註。
3. 為每個樣品計算帶正負號的對比度和雜訊；保留暗/亮極性。
4. 波長改變後檢查對焦，並在獨立批次上驗證檢測結果。

把其他顏色都輪流試過一遍後，再重複最初的光源顏色，以暴露樣品移動或光源漂移。固定曝光的系列與亮度匹配的系列，要分成兩組記錄。為匹配亮度而改變光源輸出時，只能在其支援的工作範圍之內調整。不要用提高增益來彌補較差的光學區分度，然後又把結果說成僅由波長帶來的改善。

假設範例表

假設各 ROI 的均值算出的對比度：紅光為 −0.167，藍光為 −0.600，白光為 −0.326。在這個範例中藍光的區分效果最好，但是否可用，仍取決於雜訊、對焦和材料差異。

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

帶正負號的範例表保留了瑕疵比周圍更暗還是更亮的資訊。除均值之外，還要檢查其背後的分布：有紋理的合格區域與瑕疵可能重疊，即使平均對比度看起來很強。飽和情況和隨時間的波動要分別記錄。本範例只對這幾處假設的區域排序，並不能證明藍光照明普遍更優。

測試流程

把流程圖當作追溯用的核對清單來用。每個顏色分支都應指向同一個已標註的樣品和可比較的區域，並附上擷取設定。如果樣品表面或量測區域在不知不覺中發生了變化，這樣的對比不予採用。加入光譜濾光片之後，要給該光源/濾光片組合單獨的組態識別碼，讓其他工程師能夠重現這次對比。

解讀佐證

固定對焦的對比，要與明確記錄的重新對焦後的對比分開。前者衡量的是在現有設定中更換照明所帶來的影響；後者評估的是一種重新設計的運作組態。任何對焦變化之後，都要在整個視野內檢查所要求的最小細節。中心裁切區域有所改善，並不能證明角落特徵或量測比例仍然可以接受。

故障排除

• 如果對比度反轉，只有在驗證了合格樣品和瑕疵樣品之後，才可以更新檢測器的極性。
• 如果換了另一種顏色後某個角落的對比度下降，應檢查對焦和鏡頭在該波長下的表現，而不是歸咎於演算法。

如果對比度的正負號在不同批次之間發生變化，應先檢查材料和表面差異，再去確定檢測器的極性。如果表面上的顏色優勢在量產曝光下消失了，應檢查雜訊和可用的光源輸出。如果濾光片改善了一個特徵卻掩蓋了另一個，要把兩種失敗都保留下來，並重新審視檢測要求。只挑選有利的裁切區域，解決不了彼此衝突的特徵要求。

驗收與交接

只有在量產曝光下，最差批次的區分度和誤報限值都通過之後，才能選定波長。歸檔原始 ROI、光源/濾光片識別資訊和對焦位置；不要把這個範例推廣到所有有色材料。

將原始檔案、設定、樣品識別碼和判定限值一併歸檔。請參照下方相關的產品指南與準備指南，與 Deyi Vision 討論已有書面記載的需求。

依據已訂定的瑕疵檢出和誤報判定標準來選出候選顏色，然後在預期速度和姿態範圍內測試獨立批次。記錄哪些材料變化需要重新評估。被淘汰的顏色候選及其原始區域也要儲存，而不只是儲存勝出者。交接資料應說明區分度的改善來自顏色、對焦還是不同的照明幾何佈置，以及哪些改變仍未測試。