good-enough 足够好(翻译).doc

当“足够好”的照明其实并不是真正的足够好翻译：Sammer 2010-2-4机器视觉的早期应用中，照明的选择局限在几种方法中光源类型，款式，形状和颜色。许多视觉检测的成败，只有一种光源可用白炽灯电光源。这些需要更结构化，更具体到任务的照明的应用，如果想要能够正常工作，就得向时尚妥协。今天有各种各样的光源供工程师使用，通常使用几种就足够了。但是存在潜在的重复选择的过剩的情况，那么我们如何决定一个照明方案是否真的“足够好”？有三个标准也许能对解决照明问题有所帮助，全部与图像对比度相关：1） 感兴趣区域的特性对比度最大化，并且2） 不感兴趣的区域（背景）的特征最小化，另外3） 鲁棒性（robust）要强第三个标准往往被忽视，并且是典型的最好的鉴别器，来判断一个照明方案仅仅是“足够好”还是真的鲁棒性很强。为了这个讨论的目的，我们考虑几个照明的例子来说明为什么照明方案不仅要“足够好”，更要鲁棒性强的重要性。换句话说，照明方案必须对于大量的各种次要部分的差异是有效且一致的，比如：形状、尺寸、方向、颜色以及描述(presentation)等等，这仅仅是一小部分。图1a-1c 展示了一系列包装玻璃纸下面条形码(barcode)的检测系统采集的图像。图1a是用共轴漫射光源照明的，很明显由于镜面反射条码读取效果很差。图1a 轴向漫射 图1b 暗场环形 图1c 大面积线性阵列图1b 展示了应用中等角度的暗场照明的结果；图像中镜面包装纸的反射一致性比较好，因此认为该方案称得上“足够好”。但是仍旧有折痕存在可能阻挡条码，因为我们没有完全移去镜面反射。图1c对相同样本采集不但“足够好”，而且更鲁棒。图1d显示了获得图1c的照明系统。图1d 大面积线性阵列照明功能图在下面的例子中，图2a展示了瓶子检测的镜面图像反射，该系统是典型的共轴环形光照明并且相机方向是垂直于样本的表面。相机和光源前分别放置偏振器，用于防止大块的闪光出现，如图2b，虽说也有小部分闪光存在，但这样的系统称得上“足够好”。但是，偏振也许会在瓶子形状、尺寸、方向改变以及入射光角度改变的情况下无效。更具鲁棒性的方案是改变光源，样本和透镜的三维几何结构。如图2c和2d，这样光源离轴，现在图像完全没有了镜面反射了。图2a 共轴环形照明 图2b 加偏振器 图2c 离轴环形光照明图2d 图2c的照明图汽车油箱样本，图3a-3b，最开始使用白光照明的，对瓶上的点阵打印码成像效果比较有效。可是，紫外荧光灯的隐藏日期和代码缺没法显示，如果说隐藏的代码是检测目标的话，则需要更加鲁棒的方法。图3a 白光 图3b 紫外商业邮递者贴的邮票的邮资典型来说用红光LED检测，图4a。很明显，红光对于黑色邮票很有效；但是，如果红色邮资被红光照明的话，对比度就很差，图4b，并且因此系统无法识别邮票。所以说原始的红光系统“足够好”，但不够鲁棒。图4a 黑色邮票，红光照明 图4b 红色邮票，红光照明读取或者改变打印在铝制苏打罐子凹陷的底部的紫色点阵图是一种比较常见的检测。图5a展示了一个用轴向漫射光照明（图5b）的得到的“足够的”图像。这个例子中图像是可以接收的，但是前提是所有打印字都在罐子的中部。使用半球形漫射（图5c-5d），我们获得更鲁棒性的方案，这种系统能够读取或者改变打印字不管在罐底的任何部位。图5a 轴向漫射 图5b 照明方式图5c 半球漫反射 图5d 照明方式如我们上面所见，看起来“足够好”的照明方案当考虑到采集中遇到的各种不同情况时体现出鲁棒性不足。避免这种情况