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Inspektion und OCR an Konservendosen
Download: Optical character recognition in low color contrast situations
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Unser Kunde Trilobit wurde gebeten, an einem System zur Inspektion von Lebensmitteldosen zu arbeiten. In diesem Artikel beschreiben wir die Anwendung, diskutieren die Ergebnisse unserer Machbarkeitsstudie und wie die ausgewählten Komponenten erfolgreich zu einer Lösung geführt haben.

OE® Lösungen zur Industriellen Bildverarbeitung

Der beste Weg, um Rauschen zu beseitigen und den Kontrast der OCR-Funktionen beim Umgang mit mehrfarbigen Oberflächen zu verbessern, besteht darin, mit der Filterung und monochromer Beleuchtung zu spielen. Tatsächlich ist es durch Verwendung eines Lichts mit einer Wellenlänge der richtigen Farbe möglich, den Beitrag des Hintergrunds zu glätten, was zu einer viel einfacheren Bildverarbeitung führt.

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Optical character recognition in low color contrast situations
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Einrichten der Machbarkeitsstudie

Wir arbeiteten an unserem ersten Laboraufbau und versuchten, den geforderten Spezifikationen so nahe wie möglich zu kommen. Der resultierende Aufbau ist wie folgt:

Kamera:
• RT-mvBC-X1012bC, CMOS-Kamera GIGE, 4112 x 3008 Farbe, 1.1”, 9.6 Hz, IR Cut, C-Mount, E/A
Optiken:
• RT-FL-BC2518-9M, 9-Megapixel-Objektiv für 1”, Brennweite 25 mm, f # 1.8 - 22, C-Mount
Beleuchtung:
• LTDMLAC2-WW, Beleuchtungssystem mit diffuser Strobe-Domleute und Flachwinkelleuchte - große Größe, Hochleistung, weiß
Controller:
• LTDV6CH, 6-kanaliger Strobe-Controller
Software:
• FIS-PRO, FabImage® Studio Professional
Kabel:
• CBETH003, Ethernet-Kabel, CAT6, Industrietyp, hochflexibles Kabel mit Schraube, 5 m Abbildung 2: Der Aufbau
• CBGPIO001, E/A Kabel, Seite 1 HIROSE 12 Pin, Seite 2 Kabelende, 3 m
• CBLT005, Beleuchtungskabel PVC, grau, Seite 1 M12-Rundsteckverbindung gerade, Seite 2 Kabelende - 5 m - für zweistufige Systeme Lassen Sie uns nun etwas tiefer in einige Aspekte dieser Aufbau-Wahl eintauchen.

Wahl der Kamera
Wie es bei vielen Anfragen der Fall ist, hatte das OE Tech Support-Team nicht genau das gleiche Modell zur Verfügung, um die Kamera-Anfrage zu erfüllen. Die Wahl fiel auf eine großformatige (1,1”) Farbkamera, deren Ausgabe anschließend beschnitten wurde. Auch ihre Pixelgröße ist nicht 5,5 um, sondern kleiner: Das bedeutet, dass das reale Bild eine etwas geringere Auflösung hat, andererseits kann durch die großen Pixel die Belichtungszeit reduziert werden.

Zeilengeschwindigkeit und Belichtungsdauer

Da sich die Teile auf der Linie schnell bewegen, sind geringere Belichtungszeiten erforderlich, um Pixelunschärfe zu vermeiden. Ein guter Kompromiss zwischen Beleuchtungsstärke und Pixelunschärfe wurde durch die Wahl von 125 um als Belichtungszeit erreicht, für eine Pixelunschärfe von etwa 22 px. Wie bereits erwähnt, wird die endgültige Kamera dank ihrer größeren Pixel eine geringere Pixelunschärfe ermöglichen. Um diese Belichtungszeit zu erreichen, wurde die Beleuchtung der Wahl im Stroboskopmodus verwendet.

F/# und Schärfentiefe

Da wir uns nur für die obere Oberfläche des Objekts interessieren, ist die Schärfentiefe der Optik hier irrelevant. Um mehr Licht einzuführen, verringerten wir den F/#-Wert des Objektivs auf seinen Minimalwert (F/2,8) und erhöhten so die Menge des eingefangenen Lichts.

Beleuchtung

Das Licht wird gleichmäßig über die obere Oberfläche der Dosen gestreut, so dass die Beleuchtungsgeometrie des LTDMLAC2-WW eine gute Wahl für diese Art von Proben zu sein scheint.

Herausforderungen und nächster Schritt

Wie auf den Bildern (Abbildung 3) deutlich zu sehen ist, ist es äußerst schwierig, den Text von der Oberseite der Dosen mit weißer Beleuchtung zu extrahieren. Tatsächlich führt die Grafik hinter dem Verfallsdatum eine Menge Rauschen ein, das die optische Zeichenerkennung sehr schwierig machen kann. Im zweiten Teil der Machbarkeitsstudie konzentrierten wir uns auf die Auswirkung verschiedener Beleuchtungsfarben auf die Dosen, um einen stärkeren Kontrast zwischen dem Text und dem Hintergrund zu erzielen.

Warum Opto Engineering®?

Die Studie beweist die Möglichkeit, effizient eine vollständige Qualitätskontrolle der Proben durchzuführen. Die vorgeschlagenen Lösungen für jeden Prozessschritt ermöglichen eine Reduzierung der Kosten und des Zeitaufwands, ein wichtiger Aspekt in jeder industriellen Anwendung. Dies trifft in diesem Fall besonders zu, da der erforderliche Durchsatz extrem hoch ist (nahezu 50000 Dosen pro Stunde). Opto Engineering® konnte mit seinem breiten Produktportfolio alle für diese Aufgabe notwendigen Bildverarbeitungskomponenten liefern. Darüber hinaus ist es dank eines globalen Netzes von ausgestatteten Bildverarbeitungslabors möglich, ein technisches Support-Team in Anspruch zu nehmen, das bei der Auswahl und Umsetzung der bestmöglichen Lösung für jede Bildverarbeitungsaufgabe hilft.