¿Alguna referencia para la compensación entre software y mecánica / óptica en sistemas industriales de visión artificial?

Explico mi pregunta con un ejemplo simplificado.

Puedo diseñar un sistema de visión industrial para la inspección automática de un artículo con estos requisitos principales:

1. La imagen de una buena pieza debe ser un fondo negro y la pieza debe ser gris.
2. El defecto debe aparecer como un área blanca dentro del área gris.

Estos requisitos simplifican mucho la parte de software del sistema: para clasificar un elemento como defectuoso, el algoritmo solo cuenta los píxeles blancos.

Pero para obtener este algoritmo directo, tengo que ser muy bueno diseñando la parte de iluminación / óptica / mecánica del sistema y tal vez esa parte costará más que el software.

Tal vez en el pasado leí una oración como "hacer todo lo posible con la mecánica y lo menos posible con el software" ; me parece que estaba en un libro de la década de 1990 (o 1980) sobre visión artificial práctica, pero no puedo encontrar la cita / referencia adecuada.

He encontrado algunos "proverbios" como:

Nunca use software para compensar un sistema de iluminación deficiente. No es rentable y dará como resultado un diseño deficiente del sistema.

Es más barato agregar una cubierta a prueba de luz para mantener la luz solar lejos del objeto bajo inspección que modificar el software. Otra verdad universal que a menudo se olvida.

Nada excede la velocidad de la luz. Cualquier procesamiento que pueda realizarse ópticamente ahorrará mucho procesamiento de computadora más adelante.

en el libro "Sistemas inteligentes de visión para la industria" de Bruce G. Batchelor y Paul F. Whelan y también en BG Batchelor y PF Whelan (1994), "Sistemas de visión artificial: proverbios, principios, prejuicios y prioridades", Actas del SPIE - La Sociedad Internacional de Ingeniería Óptica, vol. 2347 - Aplicaciones de visión artificial, arquitecturas e integración de sistemas III, Boston (EE. UU.), Págs. 374-383. (ver aquí http://elm.eeng.dcu.ie/~whelanp/proverbs/proverbs.pdf ).

Los proverbios también están en el libro de 2012 "Machine Vision Handbook", Editores: Bruce G. Batchelor ISBN: 978-1-84996-168-4 .

¿Cómo encontrar una iluminación adecuada? Esta será la pregunta más importante de un ingeniero que tiene que seleccionar una configuración de iluminación adecuada para la aplicación de Visión Artificial. Probablemente él recuerda algunos proverbios inteligentes de Visión Artificial como "mejor iluminar que escribir (software)", "evitar la entrada de basura (mala iluminación) que causa la basura (mal resultado)", "crear la MEJOR imagen primero" y así sucesivamente.

Jahr, I., 2007. Iluminación en visión artificial en: Alexander Hornberg, ed. Manual de visión artificial . John Wiley & Sons, p.150.

No estoy seguro de poder encontrar su cita, pero puedo mencionar algunos libros de los últimos 30 años que se inclinaron al menos un poco hacia los consejos prácticos y no hacia los más puramente teóricos / matemáticos / presumidos. (Uno de los libros de texto más "teóricos" que he leído simplemente regurgitó páginas de matemáticas de un libro de texto anterior, con el mismo error tipográfico deslumbrante).

El procesamiento digital de imágenes de Rosenfeld y Kak es un clásico. Mis ediciones de Volumen 1 y Volumen 2 tienen derechos de autor de 1982 . El Volumen 1 cubre más de los fundamentos de las matemáticas y la formación de imágenes, y el Volumen 2 profundiza en aspectos prácticos de segmentación, emparejamiento, etc.

La visión por computadora de Ballard y Brown, también de 1982 , es incluso hoy una referencia útil para aquellos que tienen que hacer que un sistema de visión funcione. Este libro es un poco más amigable en términos de presentar imágenes reales y también láminas a color. Hay algoritmos de pseudocódigo y varias fórmulas útiles (por ejemplo, espacio de color RGB a HSI). Hacen una serie de puntos prácticos útiles sobre la aplicación de algoritmos, y podrían haber escrito algo similar a la cita que usted menciona.

Applying Machine Vision por Nello Zuech fue publicado en 1988 . Mi última edición se llama Comprensión y aplicación de la visión artificial . A diferencia de los otros libros que menciono, el libro de Zuech es más una guía práctica para ingenieros que tienen que especificar, instalar, mantener y posiblemente modificar los sistemas de visión. El precio de lista para el libro de Zuech es de $ 200 en Amazon, pero si realiza una búsqueda, puede encontrar otras fuentes. Tiene tantas listas de verificación, matrices de decisión, etc., que el libro es excelente como referencia general. Ese libro u otra cosa que escribió Zuech podría haber sido su fuente.

El procesamiento digital de imágenes de González y Woods (primera edición, 1992 ) es un libro de texto de uso común, y tiene un tono razonablemente hablador, aunque no hay mucho (que yo recuerde) sobre la integración del sistema o la iluminación. Consulte también su sitio web http://www.imageprocessingplace.com/ .

Visión artificial: teoría, algoritmos, aspectos prácticos de ER Davies (primera edición 1990 , tercera edición, 2006 ) es uno de los mejores libros de texto que examina el trabajo real requerido para resolver una aplicación. Los algoritmos, por regla general, son los más simples, pero Davies profundiza y examina no solo dónde se podría aplicar un algoritmo, sino también los resultados prácticos de hacerlo. Dicho esto, probablemente sea demasiado reciente para ser tu fuente.

De todos esos, el libro de Zuech está más orientado a la evaluación práctica de un sistema completo. Incluso si él no es su fuente, es bueno tener una copia de su trabajo.

Siempre se deben seguir dos reglas importantes al diseñar sistemas de inspección:

Al diseñar el subsistema óptico, intente reducir las demandas del procesador de imágenes a un nivel trivial, dándole las mejores imágenes posibles para analizar.

Al diseñar el procesador de imágenes, suponga que no será posible obtener imágenes de la misma calidad en la fábrica que las producidas en el laboratorio. Nunca confíe en un algoritmo 'frágil'.

Casi siempre es más barato mejorar la iluminación que el procesamiento de imágenes. Los efectos de variar la iluminación pueden ser bastante espectaculares.

Batchelor, BG, 1985. Técnicas de iluminación y visualización , en: BG Batchelor, DA Hill, DC Hodgson, ed. Inspección visual automatizada . IFS (Publications) Ltd, Reino Unido Norte-Holanda. p.104.