光學與照明

密封與膠條外觀:照明與 ROI

比較不同照明方式和與來源影像關聯的路徑區域,同時不讓反光或 ROI 裁切抹掉密封或膠條上真實可見的斷口。

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密封與膠條外觀:照明與 ROI — 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

比較不同照明方式和與來源影像關聯的路徑區域,同時不讓反光或 ROI 裁切抹掉密封或膠條上真實可見的斷口。

本教學界定的是一項工程評估,而非可直接執行的產品認證。Deyi Vision 目前公開的 PC 範例涵蓋以已確認樣本影像為基礎的 EAN-13 工作流程。工程程式碼中的原生 OCR 與檢測功能,使用前必須對照已安裝的執行環境、已綁定的模型與作業加以查核。瀏覽器範本並不能證明可在瀏覽器中執行:規劃中的 OpenCV.js 後端須另行驗證。雲端辨識須明確核准影像範圍、服務供應商、模型與費用。審閱存檔並非可執行的發佈套件。相機、韌體與驅動程式的相容性均須單獨查核。下文範例表中的所有數值皆為假設值,並非 Deyi Vision 的量測結果,也不是客戶結果。

準備佐證

使用處於實際材料狀態的連續、可見斷開和反光對照。保留一個不透明或被隱藏的區段,作為「佐證不足」的對照。建立密封或膠條遮罩之前,先界定可見的驗收特徵。防拆封口邊緣、熱封帶與膠條的物理意義各不相同,不得共用一條未經聲明的外觀規則。記錄參考路徑、允許的投影、基材,以及取像時材料的狀態。濕膠、已固化的材料與反光襯底,可能呈現出不同的邊界,但接合完整性並未隨之出現相應的變化。把刻意製造的可見斷口、偏移路徑、可能出現的反光與被遮擋的區段,分別作為獨立的對照。指定的影像規則只評估可觀察到的表面外觀,不能證明氣密性、洩漏率、剝離強度、黏著強度、固化情況或隱藏的界面;這些結論需要各自針對具體製程的佐證。若必須檢查的界面被隱藏,應回傳「佐證不足」,或改用另一種經過驗證的觀察方法;不得依據預期的圖面把路徑補全。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,使每種條件都可以復原。保持相機設定和樣品識別碼不變,一次只改變所選的照明或區域變數。每個裁切圖或遮罩旁都要保留完整的來源影格,以及換算回來源座標的轉換。既要對可接受的變化取像,也要對已知有問題的樣品取像,包括允許放置範圍的邊緣情形。先在原圖上檢查區域疊加圖,再解讀數值結果。較小的區域可能掩蓋不良,而不是改進檢測,因此被排除的區域需要有明確的工程理由。把治具復位之後,重複所選的條件,而不是只在一切原封不動的情況下重複。這樣才能看出換線時該配方能否重現。當環境光狀態以及照明開啟後經過的時間會影響影像時,應將其記錄下來。不要把取自不同遮罩或不同位元深度轉換的量測值,當作只有照明發生了變化來比較。被淘汰的光學條件也要保留在記錄中,包括其影像和淘汰原因。視覺上好看的影像不一定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,並使其與可接受的變化保持可區分。

操作步驟

  1. 在曝光固定的條件下比較漫射光與方向性光;只有實際工件允許這樣觀察時,才使用穿透光。
  2. 把預期路徑對映到原始座標,包括轉角和允許位移的全部範圍。
  3. 在設定閾值之前,檢查膠條與相鄰基材的灰階分佈、飽和截斷情況和斷口的可見性。
  4. 為每種照明儲存原圖和衍生 ROI,並保留被淘汰的佈置以及真實斷口的對照。

解讀試驗

在這組假設的對比度範例中,條件 A 的膠條灰階為 130、基材為 120,得到 0.0400。條件 B 的膠條為 90、基材為 160,按差的絕對值除以兩者之和計算,得到 0.2800。對比度數值更大,只有在原始斷口與相鄰材料仍可區分時才有用;它並不能證明密封的完整性。

紀錄表

假設的設計範例表;不是 Deyi Vision 的量測結果,也不是密封功能結果。
紀錄項目數值解讀
條件 A:膠條 / 基材130 / 120對比度 = 0.0400
條件 B:膠條 / 基材90 / 160對比度 = 0.2800
C = abs(bead - substrate) / (bead + substrate)
A = abs(130 - 120) / (130 + 120) = 0.0400
B = abs(90 - 160) / (90 + 160) = 0.2800

兩種工程視角

兩種工程視角 · 1

圖中顯示的是檢查的先後順序。每個箭頭都需要有記錄在案的佐證,並不表示已經實作了自動串接。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

圖中顯示的是檢查的先後順序。每個箭頭都需要有記錄在案的佐證,並不表示已經實作了自動串接。基線 → 候選 → 同一樣品 → 判定。

  1. 基線
  2. 候選
  3. 同一樣品
  4. 判定
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

  • 明亮的高光可能被誤當成連續的膠條,在反光襯底上尤其如此。
  • 跳過某個轉角的 ROI,即使保留下來的直線段通過,也不能聲稱對整條路徑完成了檢測。

驗收與交接

只有在姿態和材料變化範圍內,可見的合格對照與斷口對照始終可以區分時,才接受該照明與 ROI。儲存極性以及與來源影像之間的對映關係,並把被隱藏的區段保留為未決狀態,而不是假定其連續。

把來源影像、預期判定、所用的確切版本與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。若這些答案日後被用來調整工作流程,應將該集合標記為開發資料,並另行取得新的獨立驗收集。Review、NoResult、執行錯誤與取像缺失都要保留在分母中;不得透過篩選資料列,把它們變成「通過」。把可重現的故障與成功的樣品一併保存。交接時應載明:誰可以修改配方、如何還原先前核准的版本,以及在驗收之前哪些設備輸出維持禁止。僅憑軟體結果,不能證明移動中的實物工件已到達正確的位置。

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 Vision WorkbenchDeyi Vision查核於
  2. Pharmaceutical Packaging Code Label and Seal InspectionDeyi Vision查核於
  3. Image ThresholdingOpenCV查核於
  4. Contours: Getting StartedOpenCV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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