반사 표면 결함 검사에서 조명 변화에 강한 특징 정규화

반사광이라는 오래된 문제

금속 부품 검사에서 작업자는 부품을 기울여 가며 빛이 번쩍이는 위치를 무시하고 긁힘만 봅니다. 모델에게는 이 판단이 어렵습니다. 조명 각도가 조금만 달라져도 반사광이 생기는 위치가 바뀌고, 학습 때 보지 못한 밝은 영역은 곧 이상으로 판정됩니다.

관찰

오탐 사례를 모아 보니 반사광 영역은 주변보다 매우 밝지만 밝기 변화가 부드러운 반면, 실제 긁힘은 밝기는 비슷해도 가장자리가 날카로웠습니다. 즉 밝기의 절대값보다 국소적인 변화의 모양이 결함을 구분하는 단서였습니다.

방법

이미지를 작은 영역으로 나누고 각 영역 안에서 밝기 분포를 정규화한 뒤 특징을 추출했습니다. 이렇게 하면 넓게 퍼진 반사광은 평평해지고 가장자리가 날카로운 결함만 두드러집니다. 정규화는 추론 속도에 거의 영향을 주지 않도록 단순한 연산으로 구성했습니다.

실험

도금 부품 이미지를 조명 각도 다섯 가지로 촬영해 평가했습니다. 정규화를 넣기 전에는 각도가 바뀔 때마다 오탐이 크게 늘었지만, 정규화 후에는 각도와 관계없이 비슷한 수준을 유지했습니다(예시 데이터).

현장에 적용하며 배운 것

정규화만으로 모든 반사가 해결되지는 않았습니다. 곡면이 심한 부품은 카메라 위치를 두 개로 늘려 서로 다른 각도의 이미지를 함께 판정하는 방식이 더 효과적이었습니다. 소프트웨어와 촬영 설계를 함께 조정해야 한다는 점을 이번 발표의 결론으로 삼았습니다.