Czy są jakieś odniesienia do kompromisu między oprogramowaniem a mechaniką / optyką w przemysłowych systemach wizyjnych?

Wyjaśniam moje pytanie uproszczonym przykładem.

Potrafię zaprojektować przemysłowy system wizyjny do automatycznej kontroli przedmiotu, spełniając następujące główne wymagania:

1. wizerunek dobrego kawałka musi być na czarnym tle, a kawałek musi być szary.
2. wada musi pojawić się jako biały obszar w szarym obszarze.

Wymagania te znacznie upraszczają część programową systemu: aby sklasyfikować element jako wadliwy, algorytm liczy tylko białe piksele.

Ale aby uzyskać ten prosty algorytm, muszę być bardzo dobry w projektowaniu oświetleniowej / optycznej / mechanicznej części systemu i być może ta część będzie kosztować więcej niż oprogramowanie.

Być może w przeszłości czytałem zdanie w stylu „rób jak najwięcej z mechaniką i tak mało, jak to możliwe z oprogramowaniem” ; wydaje mi się, że było to w książce z lat 90. (lub 80.) o praktycznej wizji maszynowej, ale nie mogę znaleźć odpowiedniego cytatu / odniesienia.

Znalazłem kilka „przysłów”, takich jak:

Nigdy nie używaj oprogramowania do kompensacji złego oświetlenia. To nie jest opłacalne i spowoduje zły projekt systemu.

Tańsze jest dodanie osłony nieprzepuszczającej światła, aby utrzymać światło słoneczne z dala od badanego obiektu, niż modyfikacja oprogramowania. Kolejna uniwersalna prawda, o której często się zapomina.

Nic nie przekracza prędkości światła. Każde przetwarzanie, które można wykonać optycznie, zaoszczędzi później dużo przetwarzania komputerowego.

w książce „Inteligentne systemy wizyjne dla przemysłu” Bruce'a G. Batchelora i Paula F. Whelana, a także w BG Batchelor i PF Whelanie (1994), „Systemy widzenia maszynowego: Przysłowia, zasady, uprzedzenia i priorytety”, Postępowanie SPIE - Międzynarodowe Towarzystwo Inżynierii Optycznej, vol. 2347 - Machine Vision Applications, Architectures and Systems Integration III, Boston (USA), s. 374–383. (patrz tutaj http://elm.eeng.dcu.ie/~whelanp/proverbs/proverbs.pdf ).

Przysłowia znajdują się również w książce z 2012 roku „Machine Vision Handbook”, redakcja: Bruce G. Batchelor ISBN: 978-1-84996-168-4 .

Jak znaleźć odpowiednie oświetlenie? To będzie najważniejsze pytanie inżyniera, który musi wybrać odpowiednią konfigurację oświetlenia dla aplikacji Machine Vision. Prawdopodobnie pamięta pewne sprytne przysłowia Machine Vision, takie jak „lepiej zapalić niż pisać (oprogramowanie)”, „unikać śmieci w (złe oświetlenie), które powodują usuwanie śmieci (zły wynik)”, „najpierw stworzyć najlepszy obraz” i tak dalej.

Jahr, I., 2007. Oświetlenie w wizji maszynowej w: Alexander Hornberg, red. Podręcznik widzenia maszynowego . John Wiley & Sons, s. 150.

Nie jestem pewien, czy mogę znaleźć twój cytat, ale mogę wspomnieć o kilku książkach z ostatnich 30 lat, które przynajmniej w pewnym stopniu opierają się na praktycznych radach, a nie na bardziej czysto teoretycznych / matematycznych / przebiegłych. (Jeden z bardziej „teoretycznych” podręczników, które przeczytałem, po prostu zwrócił strony matematyki z wcześniejszego podręcznika, wraz z dokładnie taką samą jaskrawą literówką.)

Cyfrowe przetwarzanie obrazu Rosenfelda i Kaka to klasyk. Moje wydania tomu 1 i tomu 2 mają prawa autorskie z 1982 roku . Tom 1 obejmuje więcej podstaw matematyki i tworzenia obrazów, a Tom 2 przedstawia praktyczne zasady segmentacji, dopasowywania itp.

Computer Vision autorstwa Ballarda i Browna, również z 1982 r. , Jest do dziś użytecznym odniesieniem dla tych, którzy muszą sprawić, by system wizyjny działał. Ta książka jest nieco bardziej przyjazna, jeśli chodzi o prezentowanie prawdziwych obrazów, a także kolorowych płyt. Istnieją algorytmy pseudokodu i kilka przydatnych formuł (np. Przestrzeń kolorów od RGB do HSI). Przedstawiają szereg użytecznych praktycznych uwag na temat stosowania algorytmów i mogli napisać coś podobnego do cytatu, o którym wspomniałeś.

Aplikacja „ Vision Machine” autorstwa Nello Zuecha została opublikowana w 1988 roku . Moje późniejsze wydanie nazywa się Zrozumienie i stosowanie wizji maszynowej . W przeciwieństwie do innych książek, o których wspominam, książka Zuecha jest praktycznym przewodnikiem dla inżynierów, którzy muszą określać, instalować, konserwować i ewentualnie modyfikować systemy wizyjne. Cena katalogowa książki Zuecha wynosi 200 USD w Amazon, ale jeśli przeprowadzisz wyszukiwanie, możesz znaleźć inne źródła. Ma tak wiele list kontrolnych, macierzy decyzyjnych itp., Że książka jest świetna jako ogólny odnośnik. Ta książka lub coś innego, co napisał Zuech, mogło być twoim źródłem.

Digital Image Processing autorstwa Gonzaleza i Woodsa (1. wydanie 1992 ) jest powszechnie używanym podręcznikiem i jest dość gadatliwy w tonie, chociaż niewiele (pamiętam) na temat integracji systemu lub oświetlenia. Sprawdź także ich stronę internetową http://www.imageprocessingplace.com/ .

Machine Vision: Teoria, algorytmy, praktyki autorstwa ER Daviesa (1. wydanie 1990 , 3. wydanie, 2006 ) jest jednym z lepszych podręczników analizujących rzeczywistą pracę wymaganą do rozwiązania aplikacji. Algorytmy z reguły są najprostsze, ale Davies sięga i bada nie tylko, gdzie można zastosować algorytm, ale także praktyczne rezultaty. To powiedziawszy, prawdopodobnie jest za późno, aby być twoim źródłem.

Spośród nich książka Zuecha jest najbardziej zorientowana na praktyczną ocenę kompletnego systemu. Nawet jeśli nie jest twoim źródłem, dobrze jest mieć kopię jego pracy.

Podczas projektowania systemów inspekcji należy zawsze przestrzegać dwóch ważnych zasad:

Projektując podsystem optyczny, spróbuj zredukować wymagania dotyczące procesora obrazu do trywialnego poziomu, dając mu możliwie najlepsze obrazy do analizy.

Projektując procesor obrazu, należy założyć, że nie będzie możliwe uzyskanie w fabryce obrazów tej samej jakości, co w laboratorium. Nigdy nie polegaj na „delikatnym” algorytmie.

Poprawa oświetlenia jest prawie zawsze tańsza niż przetwarzanie obrazu. Efekty zmiany oświetlenia mogą być dość spektakularne.

Batchelor, BG, 1985. Techniki oświetlenia i oglądania , w: BG Batchelor, DA Hill, DC Hodgson, red. Zautomatyzowana kontrola wizualna . IFS (Publikacje) Ltd, Wielka Brytania Północna Holandia. s.104.