光學與照明

OCR 標籤核對:照明與欄位幾何

透過照明比較和 ROI 對映,完整保留文字欄位,使被裁掉或被反光淹沒的字元不會在核對中悄悄消失。

寄送樣品,申請工程評估
OCR 標籤核對:照明與欄位幾何 — 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

透過照明比較和 ROI 對映,完整保留文字欄位,使被裁掉或被反光淹沒的字元不會在核對中悄悄消失。

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

使用帶有眩光、材料有弧度且欄位位置已知的印刷標籤。預期字串不要放進辨識器的輸入。治具歸位之後,要重複一遍所選的條件,而不只是在一切原封不動的情況下重複。這樣可以看出配方在換型時能否重現。當環境光狀態和光源開啟後經過的時間會影響影像時,也要記錄。不要把用不同遮罩或不同位深轉換得到的量測結果拿來比較,好像變化的只有照明。被否決的光學條件也要留在紀錄裡,包括它的影像和被否決的原因。好看的影像不一定就是最適合檢測的影像:所選條件必須在約定的整個樣品範圍內,保留相關特徵及其與可接受差異之間的區分度。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。在調整閾值之前,先建立受控的光學比較。標記治具、工作距離、照明角度和對焦位置,使每種條件都能還原。只改變所選的照明或區域變數,同時保持相機設定和樣品識別資訊不變。每個裁切圖或遮罩旁邊,都要保留完整的來源影格,以及能回到來源座標的變換關係。既要取得可接受差異的影像,也要取得已知有問題樣品的影像,並包括允許放置範圍的邊緣位置。解讀數值結果之前,先在原圖上檢查區域疊加圖。縮小區域可能掩蓋失敗,而不是改善檢測,因此被排除的區域需要明確的工程理由。

操作步驟

  1. 比較漫射照明與定向照明時不改變曝光,淡弱的字元和眩光都要保留。
  2. 定位標籤或穩定的標記,把每個欄位變換到來源座標,並檢查欄位的每個角點。
  3. 保留字元的上伸部、下伸部和留白邊距;原始裁切圖與矯正後的裁切圖,要以相同的來源識別資訊一併儲存。
  4. 在測試辨識之前,先驗證欄位在允許的位移下仍處於邊界之內;對不完整的裁切應予拒絕,不要將其拉伸湊數。

解讀試驗

在假設的 640 × 480 影格中,欄位起點為 (100,80),大小為 160 × 64 像素,其遠端角點為 (260,144)。通過這些邊界檢查,只能確立幾何關係,不等於文字可讀,也不等於 OCR 能夠處理。

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
來源影像640 × 480 px邊界依據
欄位原點 / 尺寸x = 100;y = 80;寬 w = 160;高 h = 64右邊 = 260;下邊 = 144
x_end = 100 + 160 = 260
y_end = 80 + 64 = 144
0 <= 100 < 260 <= 640
0 <= 80 < 144 <= 480

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。來源影格 → 照明條件 → ROI → 對比度。

  1. 來源影格
  2. 照明條件
  3. ROI
  4. 對比度
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。基線 → 候選 → 同一樣品 → 決定。

  1. 基線
  2. 候選
  3. 同一樣品
  4. 決定
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

  • 在旋轉後的預覽上正確的多邊形,在未旋轉的來源影像上可能是錯的。要檢查座標對映。
  • 閾值處理時被截掉的深色筆畫,需要從光學或前處理方面複查,而不是猜一個替代字串。

驗收與交接

只有在位置和材料變化範圍內,所有已宣告的字元都仍位於與來源影像關聯的區域之內,才核准該欄位配方。同時儲存照明設定和變換。

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. Packaging Label and Barcode Inspection SystemDeyi Vision查核於
  3. Geometric Image TransformationsOpenCV查核於
  4. OCR Pipeline Usage TutorialPaddleOCR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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