Osvětlení hraje při průmyslovém zpracování obrazu rozhodující roli: určuje, jak dobře jsou objekty viditelné, jak spolehlivě jsou rozpoznávány kontrasty a jak přesně mohou kamery provádět následná vyhodnocení. Kvalita obrazu závisí nejen na samotné kameře, ale do značné míry také na tom, jak světlo dopadá na různé povrchy a tvary. Základní pochopení těchto vztahů je klíčové pro efektivní a spolehlivé zpracování obrazu.
Typ povrchu určuje, jak se světlo odráží, rozptyluje nebo pohlcuje.
Když světlo dopadá na vysoce leštěný povrch, odráží se převážně pod stejným úhlem – stejně jako zrcadlo. I ideální zrcadlo však odráží jen asi 95 % světla. Při zpracování obrazu to může vést k jasným odrazům, přeexponování nebo horkým místům, což může ovlivnit kontrast a způsobit nesprávné analýzy.
Povrchy, které nejsou ani vysoce lesklé, ani extrémně drsné, rozptylují světlo do mnoha směrů, přičemž většina fotonů stále sleduje odražený úhel dopadu. Pro průmyslové zpracování obrazu to znamená, že osvětlení musí být pečlivě sladěno, aby nedocházelo ke stínům nebo nerovnoměrnému jasu.
Velmi drsné nebo matné povrchy rozptylují světlo velmi rozptýleně. V ideálním případě je světlo rozptýleno rovnoměrně do všech směrů, přičemž největší intenzita je kolmá k povrchu. Takové povrchy vytvářejí stabilní a rovnoměrný obrazový signál, který usnadňuje detekci kontrastu.
Světlo zachycené fotoaparátem ovlivňuje nejen materiál, ale také geometrie objektu.
Ploché povrchy
Odrazy světla zde lze cíleně kontrolovat. Pokud je kamera umístěna v úhlu dopadu odraženého světla, většina světla se dostane do zorného pole. Vrypy nebo značky vytvářejí cílenou ztrátu světla, která je na snímku viditelná jako kontrast. To je důležité zejména při kontrole kódů, štítků nebo značek.
Obloukové nebo zakřivené povrchy
Na zakřivených plochách se velká část fotonů světla do kamery nedostane. V praxi to znamená, že kontrasty jsou oslabeny a analýza je obtížnější. Aby bylo možné takové povrchy spolehlivě osvětlit, spoléhají se inženýři na větší nebo vícesměrné osvětlení, které osvětluje objekt rovnoměrně z různých úhlů.
Znalost chování světla na různých površích je klíčová pro mnoho aplikací zpracování obrazu:
Zpracování obrazu je založeno na kontrastech a kontrasty vznikají souhrou světla, materiálu a geometrie. Pokud pochopíte, jak různé povrchy odrážejí a rozptylují světlo, můžete cíleně používat osvětlení, vyhnout se odrazům a zlepšit kvalitu obrazu. Tímto způsobem lze spolehlivě detekovat a analyzovat i složité objekty, od lesklých kovových dílů až po matné plastové povrchy.
Název práce