关于工业机器视觉系统中软件和机械/光学之间权衡的任何参考资料?

信息处理 图像处理 计算机视觉 算法 参考请求 理论
2022-01-12 08:21:11

我用一个简化的例子来解释我的问题。

我可以设计一个工业视觉系统来自动检查具有以下主要要求的物品:

  1. 好作品的图像必须是黑色背景,作品必须是灰色的。
  2. 缺陷必须显示为灰色区域内的白色区域。

这些要求大大简化了系统的软件部分:为了将物品归类为有缺陷的,算法只计算白色像素。

但是为了得到这个简单的算法,我必须非常擅长设计系统的照明/光学/机械部分,也许这部分会比软件成本更高。

可能以前我读过这样一句话“尽量用机械,尽量少用软件”在我看来,这是在 1990 年代(或 1980 年代)的一本关于实用机器视觉的书中,但我找不到合适的引用/参考。

4个回答

我发现了一些“谚语”,例如:

切勿使用软件来弥补照明系统不佳的情况。 它不具有成本效益,并且会导致系统设计不佳。

与修改软件相比,添加遮光罩以使阳光远离被检查对象更便宜。另一个经常被遗忘的普遍真理。

没有什么能超过光速。任何可以光学完成的处理都将在以后节省大量的计算机处理。

Bruce G. Batchelor 和 Paul F. Whelan 的“工业智能视觉系统”一书中以及 BG Batchelor 和 PF Whelan(1994 年)中,“机器视觉系统:谚语、原则、偏见和优先事项”,SPIE 会议记录- 国际光学工程学会,卷。2347 - 机器视觉应用、架构和系统集成 III,波士顿(美国),第 374-383 页。(参见此处http://elm.eeng.dcu.ie/~whelanp/proverbs/proverbs.pdf)。

谚语也在2012年出版的《机器视觉手册》一书中,编辑:Bruce G. Batchelor ISBN: 978-1-84996-168-4

如何找到合适的照明?对于必须为机器视觉应用选择正确照明设置的工程师来说,这将是最重要的问题。可能他还记得一些聪明的机器视觉谚语,例如“比写作更好(软件)”、“避免垃圾进入(糟糕的照明)导致垃圾流出(糟糕的结果)”、“首先创建最好的图像”等等。

Jahr, I.,2007 年。机器视觉中的照明:Alexander Hornberg,编辑。机器视觉手册约翰威利父子公司,第 150 页。

我不确定我能找到你的报价,但我可以提到过去 30 年的几本书,它们至少在某种程度上倾向于实用建议,而不是更纯粹的理论/数学/傲慢。(我读过的更“理论”的教科书之一只是从早期教科书中反刍的数学页面,完全一样的明显错字。)

Rosenfeld 和 Kak 的数字图片处理是经典之作。我的第 1 卷和第 2 卷版本的版权为1982 年第 1 卷涵盖了更多数学和图像形成的基础知识,第 2 卷深入探讨了分割、匹配等的实用性。

Ballard 和 Brown 的计算机视觉也来自1982 年,即使在今天,对于那些必须使视觉系统工作的人来说,它仍然是一个有用的参考。这本书在呈现真实图像和色板方面更友好一些。有伪代码算法和几个有用的公式(例如 RGB 到 HSI 颜色空间)。他们就算法的应用提出了许多有用的实用观点,并且他们可能写了与您提到的引用类似的内容。

Nello Zuech 的《应用机器视觉》于1988年出版。我后来的版本名为《理解和应用机器视觉》与我提到的其他书籍不同,Zuech 的书更多地是为必须指定、安装、维护和可能修改视觉系统的工程师提供的实用指南。Zuech 的书在亚马逊上的标价为 200 美元,但如果您进行搜索,您可能会找到其他来源。他有很多清单、决策矩阵等,这本书非常适合作为一般参考。那本书或 Zuech 写的其他东西可能是你的来源。

Gonzalez and Woods 的数字图像处理1992 年第 1 版)是一本常用的教科书,它的语气相当健谈,尽管(我记得)关于系统集成或照明的内容并不多。还可以查看他们的网站http://www.imageprocessingplace.com/

Machine Vision: Theory, Algorithms, Practicalities by ER Davies(1990 年第 1 版,2006年第 3 版)是检验解决应用程序所需的实际工作的更好的教科书之一。算法通常是更简单的算法,但 Davies 不仅深入研究了算法可能应用的地方,还研究了这样做的实际结果。也就是说,它可能太新而不能成为您的来源。

在所有这些中,Zuech 的书最侧重于对完整系统的实际评估。即使他不是您的消息来源,拥有他的作品副本也很好。

设计检查系统时应始终遵循两个重要规则:

在设计光学子系统时,尽量减少对图像处理器的需求,为它提供最好的图像进行分析。

在设计图像处理器时,假设不可能在工厂获得与实验室生产的图像质量相同的图像。永远不要依赖“脆弱”的算法。

改善照明几乎总是比图像处理便宜。改变照明的效果可能非常壮观。

Batchelor,BG,1985 年。照明和观看技术,载于:BG Batchelor,DA Hill,DC Hodgson,编辑。自动视觉检查IFS (Publications) Ltd,英国北荷兰。第 104 页。