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Synthesizing images using parameterized models for automated optical inspection (AOI)

Synthese von Bildern mittels parametrisierter Modelle für die automatische optische Inspektion (AOI)
 
: Retzlaff, M.-G.; Stabenow, J.; Beyerer, Jürgen; Dachsbacher, C.

:

Technisches Messen : TM 82 (2015), No.5, pp.251-261
ISSN: 0340-837X
ISSN: 0171-8096 (Print)
ISSN: 2196-7113 (Online)
English
Journal Article
Fraunhofer IOSB ()
computer graphics; procedural modeling; AOI; synthetic images; optimization; Computergrafik; prozedurale Modellierung; AOI; synthetische Bilder; Optimierung

Abstract
Bei Entwurf und Optimierung von Systemen zur automatischen optischen Inspektion ist eine systematische Evaluierung von großer Bedeutung, um hohe Qualität zu erreichen und zu garantieren, zugleich aber *Corresponding author: Max-Gerd Retzlaff, Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Institute for Visualization and Data Analysis, Computer Graphics Group, Karlsruhe; and Fraunhofer Institute of Optronics, System Technologies and Image Exploitation (IOSB), Karlsruhe, e-mail: retzlaff@kit.edu Josua Stabenow, Carsten Dachsbacher: Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Institute for Visualization and Data Analysis, Computer Graphics Group, Karlsruhe Jürgen Beyerer: Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Institute for Anthropomatics and Robotics, Vision and Fusion Laboratory (IES), Karlsruhe; and Fraunhofer Institute of Optronics, System Technologies and Image Exploitation (IOSB), Karlsruhe kostspielig. Methoden der Computergrafik können eingesetzt werden, um schnell große virtuelle Kontrollproben von Testobjekten zu erzeugen und die Bildgewinnung zu simulieren. Wir verwenden Techniken der prozeduralen Modellierung, um virtuelle Objekte in großer Vielfalt und mit variantenreichem Aussehen zu erzeugen, die reale Objekte und Messproben nachahmen. Physikalische Simulation von Starrkörpern wird verwendet, um die Platzierung der virtuellen Objekte zu simulieren, und mit physikalisch basierten Rendering-Methoden erzeugen wir synthetische Bilder. Diese Bilder werden als Eingabe für ein AOI-System anstatt physikalisch gewonnener Bilder eingesetzt. Dieses Vorgehen erlaubt eine Entwicklung, Verbesserung und Evaluierung der Bildverarbeitungs- und Klassifikationsschritte eines AOI-Systems unabhängig von einer physischen Realisierung. Wir demonstrieren den vorgestellten Ansatz für Glasscherben, da die Glassortierung eine anspruchsvolle praktische Anwendung der AOI darstellt.

 

When designing or improving systems for automated optical inspection (AOI), systematic evaluation is an important but costly necessity to achieve and ensure high quality. Computer graphics methods can be used to quickly create large virtual sets of samples of test objects and to simulate image acquisition setups. We use procedural modeling techniques to generate virtual objects with varying appearance and properties, mimicking real objects and sample sets. Physical simulation of rigid bodies is deployed to simulate the placement of virtual objects, and using physically-based rendering techniques we create synthetic images. These are used as input to an AOI system instead of physically acquired images. This enables the development, optimization, and evaluation of the image processing and classification steps of an AOI system independently of a physical realization. We demonstrate this approach for shards of glass, as sorting glass is one challenging practical application for AOI.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-339648.html