La Importancia de la Iluminación para Visión Artificial
Bienvenido a nuestra nueva serie de blogs sobre visión artificial de ClearView Imaging. En las próximas cuatro publicaciones examinaremos el papel de la iluminación dentro de los sistemas de visión artificial y por qué la iluminación nunca debe pasarse por alto, sino que se debe considerar como un componente clave de cualquier sistema de visión robusto. Si estás interesado en construir tu propio sistema de visión artificial para un proyecto, una aplicación comercial o simplemente estás interesado en aprender más sobre iluminación para visión artificial, esta publicación es ideal. En última instancia, la iluminación es fundamental para todas las aplicaciones de visión artificial y, por supuesto, la lista incluye, entre otras, OCR y packaging, robótica, automatización industrial, medicina, ciencias de la vida y automoción. Esperamos que disfrutes leyendo.
Iluminación de Visión ArtificialLa iluminación es absolutamente clave cuando se pretende conseguir una buena calidad de imagen. Para cualquier aplicación de visión artificial, necesitamos entornos bien iluminados para que los objetos se puedan reproducir de forma repetida con detalles y bordes claramente definidos, con una relación de contraste lo suficientemente alta para realizar una inspección satisfactoria.
La principal conclusión aquí es que podrías tener las mejores cámaras, ópticas, PC, software y algoritmos de preprocesamiento de imágenes, pero nada de esto sustituirá a una iluminación adecuada y bien planificada para seleccionar los detalles clave. Una buena iluminación hace que casi todo lo demás en el proceso sea mucho más fácil. Desafortunadamente, el asunto es más complejo que apuntar cualquier luz en la misma dirección que la cámara. Hay muchos factores a considerar antes de decidir la configuración de iluminación para el sistema, y siempre habrá un tipo de iluminación óptimo para cada aplicación.
Escalas de Grises en Imágenes DigitalesUna imagen digital se puede describir como una combinación de píxeles de una o dos dimensiones. Cada uno de estos píxeles tiene su propia ubicación (X / Y) e intensidad. En imágenes monocromáticas, esta intensidad se define típicamente en escalas de grises, que van de 0 a 255.
Rango de escala de grises, 0-255. El contraste se puede describir como la disparidad entre estos valores de escala de grises: 0 es oscuro y 255 es claro. Veamos cómo se aplican estos valores al procesamiento en visión artificial.
Contraste en algoritmos de Pattern Matching y Geometric Model FinderEn la librería Matrox Imaging Library X, hay dos funciones que se utilizan para reconocer patrones y objetos en imágenes digitales. Pattern MatchingEl primero de ellos se llama Pattern Matching y se basa en la correlación de escala de grises normalizada (NGC), una técnica clásica de visión artificial que encuentra un patrón buscando una distribución espacial similar de intensidad.
Si bien es un método probado de reconocimiento, la correlación de escala de grises normalizada puede tener problemas en entornos con iluminación deficiente o dinámica, por lo que es importante elegir una configuración de iluminación que produzca una calidad de imagen repetible con buenos niveles de contraste.
Geometric Model FinderLa herramienta de búsqueda de modelos geométricos, por otro lado, usa características geométricas (por ejemplo, contornos) para encontrar un objeto. La herramienta encuentra de manera rápida y fiable múltiples modelos, incluidas múltiples ocurrencias, que se traducen, rotan y / o escalan con una precisión de subpíxeles.
GMF localiza un objeto que falta parcialmente y continúa funcionando cuando una escena está sujeta a cambios desiguales en la iluminación, lo que flexibiliza los requisitos de iluminación.
Espectro Visible y Rango EspectralCuando hablamos de luz visible, nos referimos a un rango en el espectro de luz que es visible para el ojo humano, entre 380-780 nanómetros (nm). Esto se conoce como rango espectral.
El rango espectral es muy importante al considerar la iluminación para su proyecto de visión artificial. En términos simples, el color de la luz depende de su longitud de onda, y diferentes longitudes de onda tendrán propiedades diferentes cuando se utilicen con diferentes materiales y entornos.
Caracterización de la Luz para VisiónExiste una gama de propiedades que la luz puede adoptar al interactuar con los objetos. Aquí están los tres tipos principales: DifusiónLa difusión es esencialmente la dispersión de la luz a través de un medio. Considere cómo varía la difusión cuando la luz se dispersa a través de una pieza de vidrio con textura en comparación con una ventana normal.
¿Hay superficies en tu sistema de visión que harían que la luz se difunda de manera indeseable? ¿Podría una configuración de iluminación difusa permitir un mejor contraste en la imagen? ReflexiónRecuerda, si la luz no rebota en un objeto, no podemos verla (a menos que sea una fuente de luz). Es importante tener en cuenta la reflectividad del objeto que esperamos captar y los tipos de iluminación que ayudarán o dificultarán a la calidad de la imagen final.
Sin el sol como fuente de luz, tendríamos dificultades para ver la luna. RefracciónLa refracción es la forma en que los rayos de luz parecen "doblarse" a través de los medios en función de su longitud de onda. Las longitudes de onda más largas se refractarán menos que las longitudes de onda más cortas, por lo que la luz naranja o roja parecerá doblarse menos que la luz azul o violeta. DifracciónLa última propiedad de iluminación en esta lista es la difracción, que es donde la luz parece doblarse alrededor de los objetos. Sin embargo, esto no es común en contextos de visión artificial, por lo que no es esencial tenerlo en cuenta.
Soluciones de Iluminación para Visión Artificial de Clear View ImagingEso es todo para nuestra introducción a la iluminación para visión artificial. ¡Asegúrese de revisar nuestra gran variedad de luces de visión artificial en nuestra sección de productos! ¡Permanece atento a la próxima semana mientras exploramos los diferentes tipos de iluminación de visión artificial! En ClearView, tenemos una amplia gama de conocimientos y experiencia en visión artificial para ayudarte a decidir la solución adecuada para tu proyecto. Ofrecemos una amplia gama de componentes y nuestros expertos estarán encantados de ayudarle sin importar cuál sea tu pregunta o problema. ¡No dudes en ponerse en contacto con nosotros y uno de nuestros expertos en visión artificial estará listo para ayudarte a comenzar con tu proyecto!
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