相機與影像擷取

OCR 標籤核對:相機與字元取樣

在配置 OCR 之前,先擷取到可讀的來源字元,並在要求的運動條件下保留筆畫形狀、欄位邊距和取像識別資訊。

寄送樣品,申請工程評估
OCR 標籤核對:相機與字元取樣 — 工程示意圖,不是照片,也不是實測結果。
工程示意圖,不是照片,也不是實測結果。

目的與適用邊界

在配置 OCR 之前,先擷取到可讀的來源字元,並在要求的運動條件下保留筆畫形狀、欄位邊距和取像識別資訊。

本教學定義的是一項工程評估,而不是可直接執行的產品認證。目前 Deyi Vision 公開的 PC 範例涵蓋在已確認樣本影像上執行的 EAN-13 工作流程。工程程式碼中的原生 OCR 與偵測部分,使用前必須對照已安裝的執行環境、已綁定的模型和作業進行核查。瀏覽器範本並不能證明可在瀏覽器中執行:規劃中的 OpenCV.js 後端需要另行驗證。雲端辨識必須明確核准所涉及的影像範圍、服務商、模型和費用。評估存檔不是可執行的發布套件。相機、韌體和驅動程式的相容性需要單獨檢查。下列紀錄表中的所有數值均為假設,不是 Deyi Vision 的量測結果,也不是客戶結果。

準備佐證

使用具有實際字型、印刷製程和標籤弧度的標籤。納入易混淆的字元、淺淡的筆畫和所宣告的最小文字欄位。重複使用取像設定之前,先核對所儲存的像素格式和目前生效區域是否仍與已儲存的配方一致。凡有 Binning、縮放或影像轉換,都要記錄,因為經過這些操作後,依來源像素算出的物面比例不能原樣沿用。把存檔的影格與傳入第一個處理節點的影格作比較。如果兩者不同,兩者的識別資訊都要保留,並說明轉換過程。重新連線試驗時,要分清這是一次新的曝光,還是重複送出的緩衝影格。取像識別資訊不確定期間,停用自動放行;同時保留造成不相符的事件,而不是悄悄重置計數器。OCR 標籤核對是一項資料完整性任務,而不是在找看似合理的字詞。定義每個欄位、欄位位置、預期字元集、精確比對規則,以及預期值的可信來源。批號欄位、日期欄位和產品名稱可能需要不同的規則。在正規化空白或大小寫之前,先保留文字偵測多邊形和辨識器的輸出。不要悄悄地把 I 替換成 1,或把 O 替換成 0:這會讓錯誤的標籤看起來正確。原始工程佐證中有一個窄條形的 OCR 邊界案例,其結果為 NoResult 或 Review;加大裁切範圍並不能證明辨識已普遍可用。可讀的欄位仍可能是錯誤的批號;而預期值本身正確,也不能成為把它填進不可讀欄位的理由。從取像紀錄入手,而不是看顯示出來的預覽。預覽可能被縮放、銳化,甚至在輸入停止後仍被沿用。儲存未經修改的影格、影像尺寸、像素格式、曝光、增益、鏡頭設定、工作距離、觸發識別資訊和取像時間。同一次測試中要同時包含最小的相關特徵和允許的最大位置變化。先擷取靜止樣品的影像,把對焦問題與運動模糊區分開;再在實際運動條件下重複取像,期間不得改變光學幾何配置。每幅儲存的影像都要與實體樣品或事件建立關聯。缺失或過期的影格即屬於取像失敗,哪怕最後顯示出來的影像看起來很好。如果字元與底材在灰階強度上能可靠分開,Deyi Vision 面陣相機評估可先從單色取像開始。當印刷內容與背景顏色不同、灰階值卻相近時,應比較彩色方案,並核實實際送入 OCR 的通道或灰階轉換方式。在允許的標籤弧度下,取景要包含完整的文字欄位和最細的筆畫。固定對焦、曝光、增益和照明,再用實際的快門和觸發配置測試運動中的標籤。相機介面、驅動程式和已安裝的 OCR 執行環境要分別獨立確認;選定了相機並不代表辨識器已就緒。

操作步驟

  1. 在物面上量測字元的原始高度和筆畫寬度,不要在預覽放大之後再測。
  2. 在允許的高度範圍內對標籤對焦,並在相同照明下比較靜止與運動時的取像結果。
  3. 依據線速度和物面取樣來限定曝光;要保留字元之間的間隙,不要用銳化去彌補模糊。
  4. 儲存帶有周邊邊距的原始欄位,連同預期批號和影像 ID;不要把不可讀的樣品縮放後,當作所謂的辨識佐證。

解讀試驗

依假設的比例,曝光期間的移動量為 0.5 px。字元高度 20 px 只是試驗中的觀察值,並非 OCR 有保證的最小值。欄位較短時,即使整幅影像的尺寸被接受,仍可能無法觀察。

紀錄表

假設範例表;數值為設計範例,不是實測效能。
紀錄項目數值 / 觀察解讀
欄位 / 寬度40 mm / 1000 px取樣 = 0.04 mm/px
運動試驗200 mm/s; 100 µs模糊 = 0.5 px
字元高度20 px試驗值,非保證值
s = 40 / 1000 = 0.04 mm/px
blur = 200 * 0.0001 / 0.04 = 0.5 px

兩種工程視角

兩種工程視角 · 1

圖示表示檢查的先後順序。每個箭頭都需要有紀錄在案的佐證;這並不代表已實作自動串接。樣品 → 像素比例 → 運動 → 影格識別。

  1. 樣品
  2. 像素比例
  3. 運動
  4. 影格識別
工程示意圖,不是照片,也不是實測結果。
查看原尺寸示意圖

兩種工程視角 · 2

圖示表示檢查的先後順序。每個箭頭都需要有紀錄在案的佐證;這並不代表已實作自動串接。靜止 → 運動 → 原始影像 → 佐證。

  1. 靜止
  2. 運動
  3. 原始影像
  4. 佐證
工程示意圖,不是照片,也不是實測結果。
查看原尺寸示意圖

故障診斷

  • 只在運動時才出現筆畫相連,說明問題出在曝光或時序;應與靜態原圖比較。
  • 字元頂部缺失,說明問題出在裁切或位姿;放大預覽並不能找回已遺失的來源像素。

驗收與交接

當所宣告的欄位和難辨字元在印刷與位置的各種變化下仍可觀察時,驗收該取像環節。交接時,可讀和不可讀的原圖都要提供;OCR 準確率之後再評估。

將來源影像、預期判定、確切版本和完整的結果紀錄放在一起保存。在選定最終參數之前,先凍結評估集。如果這些答案之後被用來調整工作流程,就要把該集合標記為開發資料,並另取一套獨立的驗收集。Review、NoResult、執行錯誤和缺漏的取像都要保留在分母中;不要透過篩掉資料列把它們變成合格。可重現的失敗案例要與成功樣品一併保存。交接內容應寫明:誰可以修改配方,如何還原先前獲核准的版本,以及在驗收之前哪些設備輸出保持禁止。僅憑軟體結果,並不能證明移動中的實體工件到達了正確的去向。

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。

  1. Deyi Vision machine vision software: evaluation scopeDeyi Vision查核於
  2. Calculate exposure limits from conveyor speedDeyi Vision查核於
  3. Exposure TimeBasler查核於

工程評估

把檢測問題與佐證資料一併寄來。

請提供樣品影像、目前的方案,以及未通過的檢查項目;並註明視野、工作距離、線速度與驗收標準,方便做出切實可行的評估。

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