机器视觉光源的照明方式例举
机器视觉光源选型技巧及应用案例
光源选型技巧及应用案例光源选型技巧及应用案例用一句常说的话来开头：机器视觉是用机器代替人眼来做测量和判断；机器视觉系统主要包含相机、镜头、光源、图像处理系统和执行机构。
而光源作为其中重要组成部分，直接关系到系统的成败。
为什么这样说呢，在视觉系统中图像是核心，选择合适的光源能够呈现一幅好的图像，能够简化算法提高系统稳定性，一幅图像如果曝光过度则会隐藏很多重要的信息；出现阴影则会引起边缘误判；图像不均匀则会导致阈值选择困难。
因此要保证有较好的图像效果，就必须要选择一个合适的光源。
机器视觉涉及行业广泛包含电子、汽车、包装、印刷、食品、医疗等。
因而我们面临的检测产品也是多种多样:形状大小不同、颜色材质不一、检测环境和指标各异。
面对种类繁多要求各异的检测产品如何选择光源呢，我们先来看一下常见的光源特性。
目前理想的视觉光源有高频荧光灯、光纤卤素灯、氙气灯、LED 光源。
应用最多是LED光源，这里就详细介绍几种常见的LED光源。
1、环形光源：LED灯珠排布成环形与圆心轴成一定夹角，有不同照射角度、不同颜色等类型，可以突出物体的三维信息；解决多方向照明阴影问题；图像出现灯影情况可选配漫射板，让光线均匀扩散。
应用：螺丝尺寸缺陷检测，IC定位字符检测，电路板焊锡检查，显微镜照明等。
2、条形光源：LED灯珠排布成长条形。
多用于单边或多边以一定角度照射物体。
突出物体的边缘特征，可根据实际情况多条自由组合，照射角度与安装距离随有较好自由度。
适用较大结构被测物。
应用：电子元件缝隙检测，圆柱体表面缺陷检测，包装盒印刷检测，药水袋轮廓检测等。
3、同轴光源：经面光源采用分光镜设计。
适用于粗糙程度不同、反光强或不平整的表面区域，检测雕刻图案、裂缝、划伤、低反光与高反光区域分离、消除阴影等。
需要注意的是同轴光源经过分光设计有一定的光损失需要考虑亮度，并且不适用于大面积照射。
应用：玻璃和塑料膜轮廓和定位检测，IC字符及定位检测，晶片表面杂质和划痕检测等。
机器视觉LED光源照明技术说明
2.
均匀视场的光。
通过相机可以看到物体的侧面轮廓。
背光照明常用于测量物体的尺寸和标定物体的方向。
4.
反射照明，光射到粗糙的遮盖物上，产生无方向、柔和的光，这种光最适合高反射物体。
因这种照明效果，我们将这种光比作在阴天里平和，无方向的光。
6.
暗视场，但通常与被测物体
表面成的夹
角，低角度暗视场光源对
表面细节或边缘效应的
最细小变化很有效果。
翘曲或不平。
、根据检查目标与背景的材质和颜色。
）、使用互补色进行检测：见（图三）
规则：
食品外观日期检测电阻检测电子IC管脚检测包装箱检测
AFT-RD220。
机器视觉光源介绍
监控行业 包装（透过塑料包装） 检测洒瓶异物 电子、半导体检测
可先波长：365-405nm 应用高精度场合
检测金属表面细微划痕 验钞防伪检测 UV固化油墨 烟盒防伪检测
由LED中心波长为850/940nm阵列而成，一般 波长越长穿透性越好，可根据红外相机的 CCD芯片感应波长自由选择，利用穿透性好 的特性来获取理想的图像。适合透过固体或 液体的染料、油墨来观察内容的有无、异物 及字符识别等
显微镜照明
清的部分，是边缘检测、金属表面的刻字和
损伤检测的理想选择
低角度无影光源
独特的照射结构，实现均匀 照射\高效的低角度照明，增 强表面特征\ 提高缺陷对比度 可减反光或耀斑
BGA\QFP位置检测 集成电路料带检测 连接件管教间距及偏移检测 瓶盖裂痕检测
低角度无影光是采用独特的照射结构，从 LED发出的光均匀地扩散照射，柔性线路板 以90度照身角度固定，经漫反射板折射后低 角度照射在被测物体上，对目标区域进行高 效的低角度照明，以强化表面特征。
高亮条形光源
亮度高，方向性好 尺寸灵活多变 结构\角度可自由组合\调整 安装方便、结构紧凑 适用范围广泛
大尺寸液晶面板缺陷检测 金属表面缺陷检测 印刷字符缺检测 连倿器引脚平整度检测 表面裂缝检测 边缘缺陷检测
由高密度直插式LED阵列组成，适合大幅面 尺寸检测。多个条形光源可自由组合，照射 角度也可自由调整，某些情况下可代替环形 光。
均匀性高、尺寸灵活多变 高均匀条形光源 结构\角度可自由组合\调整
安装方便，结构紧凑
大面积尺寸测量 金属表面缺陷检测 印刷字符缺陷检测 边缘缺陷检测
由高密度贴片式LED阵列组成，高亮度高均 匀的特点，可当前向光使用亦可背部光使 用，在某种情况下，用于背部光配套线阵相 机在高速运动时可达到理想的效果。
机器视觉技术与应用实战-光源选型,打光方式和台架
（4）背光照射 特点：光源安置在与相机同轴且位于被测物体的后面。 背光方式用来突出显示不透明物体的外形轮廓， 所 以这种照明方式只适用于待测目标需要的信息可以从其轮廓中获得的场合。例如尺寸测量、 形状判断等。 （背光源、平行背光源）
《机器视觉技术与应用实战》
（5）多角度照射 特点：RGB三种不同颜色不同角度光照，可以实现焊点的三维信息的提取。适用于组装机板的焊锡部份、球 形或半圆形物体、其它奇怪形状物体、接脚头（AOI光源）
• 观察实验法（Look and Experiment-最常用） 尝试使用不同类型光源在不同位置、角度照射物体，通过相机观察图
• 科像学。分析法（Scientific Analysis-最有效） 分析成像环境及客户需求，综合考虑推荐解决方法。
《机器视觉技术与应用实战》
光源选择的原则和标准
光源选择的原则 1.根据检测产品特征选择，一般选择光源的大小要比产品大，这样照射的光线才能覆盖到整个产品；选择的 光源的形状接近产品形状，可以让整个产品区域光照强度一致；光源颜色选择是要能够让检测目标与背景有 一定对比度，在黑白相机下使用与产品目标区域颜色接近的光源能够该区域呈现更高的灰度，反之则呈现较 低灰度；如果产品表面反光较强可以选用均匀性更好的无影光源，目标特征不明显则选用指向性或平行性更 好的光源。 2.根据机构要求，光源能够满足设备的安装空间，产线的速度快就需要选择亮度更高的光源；在特殊环境 （潮湿、高温）就需要考虑光源性能（防水、散热）。 3.实际测试，光源照射能够呈现有效对比度，也要保证各个区域的均匀性。一般在检测区域目标和背景一个 接近255灰度的峰值，这个时候对比度一般最高加强或减弱光源亮度都会影响对比度差值。当出现较好对比 图像时一定要把检测物体放在视野内的各个位置看看图像是否一致，这样才能保证在实际环境中的稳定性
机器视觉中各种光源应用的场景总结
应用领域：
a：PCB基板检测 b：电子元件检测 c：焊锡检测 d：Mark点定位 e：显微镜照明 f：包装条码照明
2. 条形光源
应用领域：
a：金属表面检查 b：图像扫描 c：表面裂缝检测 d：LCD面板检查 e：其他
3. 高均匀条形光源
应用领域：
a：电子元件检查识别 b：服装纺织 c：印刷品质量检测 d：家用电器外壳检测 e：圆柱体表面缺陷检测 f：食品包装检测 g：灯箱照明 h：替代荧光灯 i：可做背光使用
11. 多方向高均匀漫射光源
应用领域：
a：电子配件维修、回收返修检测 b：器件安装定位 c：表面字符图案识别 d：尺寸检测
备注：
采用设计独特的漫反射板，将光线经过 多次反射和散射，形成多方向、高度均匀的圆 对称光场，可将物体表面不同坡面都照射均匀
12. 球状分布式对称无影光源
应用领域：
a：反光表面的字符、图案检测与识别 b：电子元器件、玻璃制品检测 c：冲压金属件检测 d：注塑塑料件检测
备注：
采用特制漫反射板将光散射到不同方向， 形成渐变球状分布，使得整个球面目标不同坡 度的反光强度一致，过滤局部反光干扰
பைடு நூலகம்
13. 四边形漫反射光源
应用领域：
a：表面碰伤、划伤等缺陷检测 b：印刷字符、标志、条码、指纹、图文识别
备注：
针对幅面较大的矩形目标和幅面较 小不规则目标使用
实现了四边无影照射的效果，不同 的工作距离形成不同的光照环境，可以针 对不同的检测类型使用
4. 中孔背光
应用领域：
a：大面积电路板元器件检测与识别 b：大面积电子元件字符识别 c：Mark点定位
备注：
多尺寸可选、定制 LED颜色：红色、蓝色、绿色、白色
机器视觉打光技巧
【光源应用】专家级的8个打光技巧机器视觉系统中的照明系统是极其重要的一部分，它的好坏直接影响着后面的图像处理。
在听了一位日本光源专家的讲座之前，我其实对照明并不太了解，不就是将图像照亮以至于相机能够拍到图像吗？但事实并非如此，照明远非增强图像亮度这样简单，好的照明系统可以减少很多图像处理工作，提升整个机器视觉系统效率。
那么照明是怎样一门学问呢？如何在机器视觉系统中选择合适的照明系统呢？合适的照明是机器视觉应用成功的关键，而且是第一要考虑的部分。
一个设计良好的照明系统不仅会带来更好的性能，节约时间，而且从长远来看能节约成本。
下面来分享选择最合适机器视觉照明的八个小技巧，它们是：（1）检测材料缺损请使用亮度高的光；（2）精确定位请使用合适波长的光；（3）检测玻璃上的刮痕请使用非漫射的光，即Non-Diffused Light；（4）检测透明包装请使用漫射光，即Diffused Light；（5）创造对比请使用颜色光；（6）检测快速移动物体请使用频闪光；（7）消除反射时请使用红外光；（8）消除颜色变化请使用红外光；照明是怎样影响机器视觉应用的呢？对于将质量最为输出的机器视觉系统依赖于图像质量。
高质量的图像使得系统能够精确地解释出从检测物体中提取的信息，这样就可以产生可靠的并可重复的系统性能。
在任何视觉应用中需要的图像质量很大程度上取决于照明条件：颜色，角度和使用照明对象的光源数量意味着好图像之间的差异，有可能会产生更好的性能，也会带来质量差的图像，产生不好的结果。
机器视觉照明应该最大化特征对比，同时最小化其它剩下的对比度，因此让相机清晰看到部分或标记。
高对比度特征简化集成和提高可靠性；对比度差的图像和不规则的照明需要来自系统的更多努力，而且也增加了处理时间。
最优的照明取决于检测物体的尺寸，它的表面特征和部分几何特征和系统需求。
具有宽范围的波长（颜色），视场（尺寸），对于特殊应用需要，就可以灵活的选择机器视觉照明。
【机器视觉】机器视觉光源详解...
【机器视觉】机器视觉光源详解...00. 目录文章目录•o00. 目录o01. 自然光介绍o02. 光的颜色介绍o03. 机器视觉光源o▪ 3.1 环形光源▪ 3.2 条形光源(常规型)▪ 3.3 条形光源(非标型)▪ 3.4 条形组合光源▪ 3.5 高亮高均条形光源▪ 3.6 面光源(背光源)▪ 3.7 平行面光源▪ 3.8 开孔面光源▪ 3.9 侧面道光背光源▪ 3.10 同轴光源▪ 3.11 直角同轴光源▪ 3.12 高亮高均同轴光源▪ 3.13 同轴平行光源▪ 3.14 线性光源▪ 3.15 圆顶光源▪ 3.16 隧道光源o04. 附录01. 自然光介绍在生活中，光主要来自于太阳光，而太阳光的辐射也是最为全面的，虽然太阳光看起来是没有颜色的，但是太阳光的组合成分却是最为复杂，即太阳光是复合光线，接下来介绍下太阳光的组合成分；太阳光主要分为两部分：不可见光，可见光；不可见光主要分为红外区域的不可见光和紫外区域的不可见光：可见光主要是波长为760nm~380nm 的光，而这部分光可以通过对太阳光使用三棱镜色散获取到；在表现不同的可见光中，不同波长的光线呈现不同的颜色，即波长决定特定颜色的特征；在日常生活中，太阳光/白光包含多种颜色波段的光，而这种白光可以通过三棱镜进行分解，这些我们在初级物理中即可了解到；机器视觉光源主要用到的是可见光、部分红外光、部分紫外光；02. 光的颜色介绍机器视觉中光的颜色介绍（1）白色光：机器视觉中白色光分为冷、暖、中间色调颜色，通常在拍摄彩色图像时使用此类光源效果较好，如果对于彩色图像中某一部分有特殊需求，可以另做相关操作；（2）蓝光：三原色光中的其中一种，比较适用于银色背景下的目标物的打光；（3）红光：同属于三原色光中的一种，可以透过一些比较暗的物体，也可以根据颜色的吸收等不同的方法，实现不同打光效果，突出检测目标的特征，并且红色光源能够提高对比度；（4）绿光：主要针对于红色背景、银色背景，并且在3C 应用中，传送带多数为绿色；（5）红外光：属于不可见光之一，透过力强，对于塑料穿透性好，可以将封装好的金属电路等内部元件显示出来，在此种应用场景下，效果和 X 射线一样好，且对于人体无伤害；（6）紫外光：属于不可见光之一，波长较短，且穿透力强，主要应用于证件检测，触摸屏ITO 检测，点胶溢胶检测，金属表面划痕检测等；（7）X-ray 激光：波长短，穿透性好，可以用于透视检测、轮毂划痕及裂纹检测等；可见光的三原色光的三原色包括R 、G 、B （红、绿、蓝）三种颜色的光，生活中以及工业视觉中不同颜色的光均可以通过以上三种光进行合成；如下：红 + 绿 = 黄红 + 蓝 = 青红 + 绿 + 蓝 = 白且红、绿、蓝三种颜色均不能被再次分解，适用这三种颜色基本可以形成所有的颜色；如下示例图像所示的加色规律：根据光的颜色以及光的冷暖，可以将不同颜色形成一个色环，如下图所示，相邻的颜色是相似色，相对颜色是相对色；机器视觉系统中光源的作用1.强化特征，弱化背景2.突出测量特征3.提高图像信息4.简化算法5.减低系统设计的复杂度6.提高系统的检查精度、速度03. 机器视觉光源3.1 环形光源机器视觉光源工业照明检测LED光源环形光源产品描述环形光源采用高柔性基板材质，独特的制作方法，可以任意角度弯曲，以构成具有最佳外径、内径和照射角度的照明系统。
机器视觉光源打光技术
CCS打光培训概念：1、直射光：直接照射物体的光。
直射光的特点是被照物体后面会产生影子。
晴天太阳光为直射光。
2、扩散光：各种角度的光混合在一起的光。
扩散光照射被照物体不会产生阴影，如无影灯灯光就为扩散光，阴天的太阳光经过云层反射也是扩散光。
3、平行光：光的照射方向一致，光线平行的光。
4、偏振光：所有的光的振幅平面皆为同一平面的光，叫做偏振光。
5、直反射（镜面反射）：6、漫反射：7、明视场：直接反射光进镜头。
并不是说视野里物体亮就是明视场，物体亮度都是相对的，光源亮度高也会使暗视场的物理比较明亮。
8、暗视场：散射光进镜头。
光的穿透性和反射性：波长长的光（红外光）穿透性好；波长短的光反射性好。
穿透塑料薄膜检查物体首选红外；观测玻璃上灰尘划痕首选紫外。
扩散比率：反射能力。
扩散比率高的光穿透性差。
人眼看不到红外光和紫外光，但是相机能够测到红外和紫外；相机对红外和紫外的感光也是有限的，要参照相机的感光特性曲线；紫外照射有些物体可以发出荧光。
常用照明方式：明视场、暗视场、背光照明。
一般相机都是装在被测物正上方，所以当使用同轴光的时候，是明视场；使用低角度光的是暗视场。
测试物体轮廓尺寸多选背光照明方式。
光源颜色的选择：1、用光的穿透性或扩散特性。
2、被测物是彩色：什么颜色的物体反射什么颜色的光，相机观察就是亮色（白色）；吸收其他颜色的光，相机观察就是暗色（黑色）。
波长接近，吸收的少；波长相差大，吸收的多。
3、即使相同颜色的物体，由于材质不同，对光的反射特性也不同。
短波长光照射不同材质物体，反光率差异大；长波长光照射，反光率差异相对小。
偏光板和偏光滤镜：作用：1、消除反光干扰：利用原理：镜面反射中入射光为偏振光，反射光也是偏振光；漫反射中入射光是偏振光，反射光非偏振光。
例子：取玻璃窗中玩具的图像，视野里会有玻璃反射的光源影像，造成干扰。
光源上装偏光板，镜头上装偏光滤镜。
偏振光经玻璃反射仍为偏振光，利用偏光滤镜过滤掉这些偏振光即可消除光源影像干扰；玩具上为漫反射，总有一部分漫反射光到镜头里，即可成像。
如何区分机器视觉明场照明与暗场照明
3.除有纹理的表面和凸高变化的表面之外，光线被反射而不进入照相机。 明场像与暗场像都有什幺区别呢 一个是透射束成像，一个是衍射束成像 透射电镜图像分为试样的显微像和衍射花样，这两种像分别为不同电子成 像，前者是透射电子成像，后者为散射电子成像。 透射电镜中，不仅可以选择特定的像区进行电子衍射（选区电子衍射）， 还可以选择成像电子束。（选择衍射成像） 明场像（BF）：选用直射电子形成的像（透射束），像清晰。 暗场像（DF）：选用散射电子形成的像（衍射束），像有畸变、分辨率 低。
Hale Waihona Puke 比如说一个孪晶材料，对于明场，孪晶界面很淡，但是选择合适的衍射点 做暗场像可以很清楚的看见孪晶界面。而且选择其中一个晶体特有的衍射 点，做暗场可以发现只有这一个晶体出现在图像上，而另外一个晶体看不 见。 对于暗场一个重要的用途是观察层错，比如说立方晶系里面的 111 方向的 层错用明场像无法看出来。因为有缺陷和无缺陷的地方厚度一样。但是暗场 像在特定的方向观察时，可以观察到三角形或者蝴蝶状甚至金字塔装的衬度 明暗条纹。这个时候用到的一个 TEM 技术叫做双束。
成像电子的选择是通过在物镜的背焦面上插入物镜光阑来实现的。 中心暗场像（CDF）：入射电子束对试样倾斜照明，得到的暗场像。像不 畸变、分辨率高。 暗场成像条件下，成像电子束偏离透射电镜的光轴，造成较大的像差，成 像质量差，为获得高质量暗场像，采取中心暗场成像。即入射电子束反向倾 斜一个相应的散射角度，使散射电子沿光轴传播。 所谓明场，暗场成像只是对低倍观察时说的。 一般来说，观察形貌我们都比较喜欢用明场像，因为成像衬度好（尤其是 加了合适的光阑），形变小。其主要表现为厚度衬度，对厚度敏感。 而观察缺陷如位错，孪晶的时候喜欢用暗场像，因为暗场像是来自于选定 的某个衍射束，对应于晶体特定的晶面。在缺陷地方，电子衍射的方向和完 整的地方不一样，从而使得缺陷地方能够在暗场像上清楚的显示出来。而明 场像因为是多个衍射束的成像，对缺陷不敏感，虽然有时候也能反应出缺 陷，但是及其模糊。其主要表现为衍射衬度。也就是对衍射面敏感。
机器视觉系统详解 ppt课件
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第二节：照明方式的分类
在机器视觉系统中一般使用透射光和反射光。
反射光
透射光
光源
相机
光源
相机
产品
产品
光源
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第三节：光源的分类及比较
萤光灯 卤素灯+光纤导管 LED光源 其他（激光、紫外光等）
其中LED光源凭借其诸多的优点在现代pp机t课器件 视觉系统中得到越来越多的应用。 5
第五节：远心镜头
在测量系统中，有一些因素影响测量的精度与重复性。 1. 物体位置变化引起的比例尺变化 2. 畸变 3. 投影误差 4. 物体边缘测量误差大 采用远心镜头可以很大程度的降低
以上误差，甚至消除这些误差。 远心镜头的口径至少要与需要观察的物体
尺寸相等或更大。
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第六节：选择镜头的原则
1. 机器视觉镜头可支持的最大的CCD尺寸不能小于所搭配 的相机中CCD传感器芯片的尺寸 。 .如果镜头尺寸比 CCD靶面尺寸小,图片边缘会出现黑场,即只有中间一个 圆圈的视场是有效的.
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2.镜头接口要跟相机接口匹配安装，也可通 过转换匹配安装 。
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3.镜头的工作距离要适当。
• C/CS能够匹配的最大的图像传感器的尺寸不超过1“。
• F-Mount，卡口，没有螺纹。
• 其他类型
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第三节：镜头各个参数间的关系 光圈大通光能力大，光圈小通光能力小； 光圈小则景深大，光圈大则景深小；
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第四节：镜头的分类
按照等效焦距分为
机器视觉光源选择方法
反射镜：反射镜可以简单方便的改变优化光源的光路和角度，从而为光源的安装提供 了更大的选择空间。
分光镜：分光镜通过特殊的镀膜技术，不同的镀膜参数可以实现反射光和折射光比例 的任意调节。机器视觉光源中的同轴光就是分光镜的具体应用。
棱镜：不同频率的光在介质中的折射率是不同的，根据光学的这一基本原理可以把不同 颜色的复合光分开，从而得到频率较为单一的光源。
X-R范围在0.01nm到 10nm之间的电磁波，波长短，透视效 果良好（密度，通透量，阴影，灰阶 图）。
应用：工业上应用广泛，常用于各种行 业的透视检测
通过互补色增加对比度
互补色：也称为对比色，互补色在色环 （右图）上相互对应。两种互补色等强度 混合可以得到白色。
机器视觉集成---光源篇
光源选型原理及使用方法
上海图星电子科技有限公司
张勤健
光源的重要性 光源的需求分析（用途） 光源颜色 照射方式（结构与角度） 打光过程中常用的辅助手段 照明系统的指导方法 解决问题的一般过程 其他因素 光源选择的注意事项 案例分析
索引
不同光源将直接影响图像的成像质 量和效果
碗状光照明
照射方式
应用
特点：360度底部发光，通过碗状 内壁发射，形成球形均匀光照。 用于检测曲面的金属表面文字和 缺陷。（球积分光源，通常也叫 圆顶光）
同轴光照明
照射方式
特点：
类似于平行光的 应用，光源前面 带漫反射板，形 成二次光源，光 线主要趋于平行。 用于半导体、 PCB板、以及金 属零件的表面成 像检测，微小元 件的外形、尺寸 测量。（同轴光 源，平行同轴光 源）
背光照射
照射方式
应用
特点：发光面是一个漫射面， 均匀性好。可用于镜面反射 材料，如晶片或玻璃基底上 的伤痕检测；LCD检测；微 小电子元件尺寸、形状，靶 标测试。（背光源、平行背 光源）
机器视觉中的光源照明设计
表 １ 各种 光 源对 比
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ； ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ — ｉ ｌ ｌ ｕ ｍｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ； ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｔ ｙ ｐ ｅ ｓ ；ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ ｇ
图像 处理 部分 。
景 的光反 射和传 送特 性 。
１ 光 源 照 明技 术
１ ． １ 光 源种 类和 特性 理想 的光 源 应该 是 明亮 、 均匀 、 稳 定 的。光 源种 类
勰
图１ 图像 采 集 示意
． …
较多 ， 根据 发光器件本 身 可 以分 为 卤素灯 、 荧 光灯 、 Ｌ Ｅ Ｄ 灯、 氙灯 等 ， 表 １ 列 出了几种 主要光源 的相关 特性… 。
机器视 觉 是计 算 机 科 学 的一 个 分 支 ， 是 用 机 器代 替人 眼做各 种测 量 和判 断 。一 个典 型 的机器视 觉 系统
包 括 图像采 集 、 图像 处理 、 运动 控制部 分 等 。图像 采集
因此 ， 进行 合理 的光源 照 明设 计 ， 使被 测 物 中的 目
标信 息与 背景信 息 得 到 最佳 分 离 ， 可 以大 幅 降 低 图像
关键 词
中 图分 类 号
Ｔ Ｐ ２ ４ ２ ． ６ ２
文献标识码
Ａ
文章编号
１ ０ ０ ７— ７ ８ ２ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３—０ ８ ０— ０ ３
Ｌｉ ｇ ｈｔ ｉ ｎ ｇ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｉ ｎ Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ Ｖｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
Ｚ Ｈ Ｕ Ｂａ ｏ ｗｅ ｉ
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｔｈ ｅ ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ ｇ ｉ ｎ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ． Ｓ ｏ ｍｅ ｉ ｓ ｓ ｕ ｅ ｓ ａ —
【机器视觉培训】光源主要参数与选型原则
光源主要参数与选型原则一、光源参数光谱：简单地讲，就是光能量在不同频率上的分布。
1，线谱（非连续光谱）：其中又分单色光、复色光，例如激光就是很好的单色光。
2，连续光谱：例如自然光，日光灯发出的荧光。
色温：光源发射光的光谱成分与绝对黑体在某一温度下辐射光谱相同（或最相近）时，绝对黑体的温度就称为该光源的色温。
一般色温高的光源，光谱成分偏蓝，色温低的偏红。
光功率：指单位时间内光源辐射出的各波长光能量总合。
照度场特性：一个光源它有照射范围大小，不同距离上有强弱不同，在特定区域还有不同的照度强弱分布规律。
这些在光源的使用上都要加以考虑。
光谱敏感度（灵敏度）：主要针对CCD，CMOS芯片来说的，指芯片对不同波长光的响应度。
一般的可以查看器件的灵敏度曲线。
光谱光视效率：这个概念与上面光谱敏感度类似，不同的是靠人眼来接收。
指人眼对不同波长光的敏感度。
以波长555nm的绿光对人眼最敏感，规定为1，并以此为参照，统计了其它波长光对人眼的敏感度。
由此定义的人眼对不同波长的敏感度函数称为“视见函数”。
一些其它特性也需要关注：例如外形、体积、重量、寿命（衰减规律）、响应速度等等。
上面是光源的共同属性，在选择时均要加以考虑。
具体应用上，往往是对其某项或某几项要求高，就应该重点关注。
二、光源种类光源种类的区分方式有多种，一般根据发光器件可以分为LED、氙灯、石英灯、高频荧光灯等，根据灯的几何形状分为穹形等、环形灯、方型灯等，而根据发出光线的特征可以分为点光源、线光源、面光源等，根据照射的角度等特性又可以分为直射式、间接式、掠射式、同轴式、平行光等等，目前并没有一个系统的区分方法，而且每一种照明方式都和很多因素有关，使用寿命、体积大小各有不同。
目前一个明显的趋势是，如果可能，即采用LED 或高频荧光灯，特别是LED 光源。
因为LED 效率高，体积小，发热少，功耗低，发光稳定，寿命长，红色LED 寿命可达到10 万小时，而其他颜色可以达到3 万小时，而且通过不同的组合方式可以制造成不同形状和照明方式的光源，例如环形灯、穹形灯、同轴光源、条形灯等等。
CCD机器视觉光源选型案例
CCD机器视觉光源选型案例近年来，随着机器视觉技术的不断发展和应用领域的不断扩大，CCD机器视觉光源的选择也变得越来越重要。
本文将以一个CCD机器视觉光源选型案例为例，从背景分析、需求分析、方案选择和实施评估四个方面进行讨论。
背景分析：汽车制造厂商生产线上的一个检测工位需要进行外观缺陷检测，该工位采用了CCD机器视觉技术。
然而，由于光线的不稳定性，该工位的检测结果存在较大的误差，需要替换光源以提高检测准确性。
因此，需要选择一种适合的CCD机器视觉光源。
需求分析：考虑到汽车外观的特殊性，对于光源的要求较高，需要具备以下特点：1.高亮度：能够提供足够的光亮度，确保CCD相机能够捕捉到高质量的图像。
2.均匀光照：能够提供均匀的光照，避免图像中出现阴影或明暗差异。
3.色温可调：能够根据具体的检测需求，调整光源的色温，以获得清晰的图像。
4.长寿命：能够长时间稳定工作，减少维护成本。
5.安全性：能够避免对工作人员或设备的二次污染。
方案选择：根据以上需求，我们可以选择一种适合的CCD机器视觉光源：1.LED光源：LED光源具有高亮度、均匀光照、调节色温和长寿命的特点。
2.滤光片：适用于外观缺陷检测的滤光片能够提供良好的颜色鉴别效果。
实施评估：在选择了LED光源和适用的滤光片后，需要进行实际效果的评估：1.测试光亮度：使用光度计对LED光源进行测试，检查其亮度是否能满足要求。
2.校正颜色温度：在实际工作环境中，根据具体的检测要求，调整LED光源的色温，观察图像质量的变化。
3.检测准确性评估：使用CCD相机进行外观缺陷检测，比较使用LED 光源前后的检测结果差异，评估LED光源对于检测准确性的影响。
4.维护成本评估：观察LED光源的使用寿命和维护成本，与之前的光源进行对比，评估其在长期使用中的经济性。
通过以上评估，可以得出以下结论：1.LED光源能够提供高质量的光亮度和均匀光照，能满足外观缺陷检测的要求。
2.调节LED光源的色温可以改善图像的清晰度和颜色鉴别效果。
基于机器视觉的校园教室灯光研究
基于机器视觉的校园教室灯光研究基于机器视觉的校园教室灯光研究一、引言校园教室灯光对于学生的学习和注意力集中起着重要的作用。
然而，在许多教室中，灯光的设置通常是固定的，无法根据学生的实际需求进行自动调节。
基于机器视觉的校园教室灯光研究旨在通过使用计算机视觉技术和智能控制算法，实时分析学生的需求以及环境情况，从而调整教室的灯光，提供更加适宜的学习环境。
二、机器视觉的基本原理机器视觉是一种模拟人眼视觉系统的技术，它可以用来模仿人类对视觉信息的处理过程。
机器视觉系统一般由图像采集、预处理、特征提取和分类识别等多个模块组成。
在校园教室灯光研究中，机器视觉技术主要用于图像采集和环境分析。
三、图像采集在校园教室中，可以设置多个摄像头来采集学生的图像。
这些摄像头可以安装在教室的各个角落，以保证整个教室的视野覆盖。
通过采集学生的图像，可以捕捉到学生的位置、姿势、行为等信息，从而为后续的环境分析提供数据支持。
四、环境分析基于机器视觉的校园教室灯光研究主要通过环境分析来判断学生的需求。
环境分析主要包括以下几个方面：1. 人体检测：通过机器视觉技术对学生的位置和姿势进行检测，可以判断学生是否在座位上、是否专注等。
如果学生离开座位或者姿势不够端正，系统可以通过控制灯光来提醒学生。
2. 环境光检测：通过分析教室内的光线强度和颜色，可以判断当前的光照情况。
如果光线过强或者过暗，系统可以根据学生的需求自动调整灯光，为学生提供一个更加舒适的学习环境。
3. 静态环境分析：通过检测教室内的固定物体，如黑板、桌子等，系统可以了解到教室内的布局和特征。
根据这些信息，可以更好地调整灯光以保证整个教室的照明质量。
五、灯光调节基于机器视觉的校园教室灯光研究的最终目标是通过自动调节灯光，提供一个更加适宜的学习环境。
根据环境分析的结果，可以采用以下方式进行灯光调节：1. 亮度调节：根据学生的位置和姿势，系统可以调整教室内各个灯光的亮度。
对于离黑板较近的学生，可以增加灯光的亮度，以确保他们能够清晰看到黑板上的内容。
机器视觉基础ppt课件
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9500 |
灰度（阀值）
• 图像黑白部分分割界限 • 自动或者固定的阀值方法
0-25%
0-75%
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机器视觉基础知识
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机器视觉技术示意图
触发信号
获取图像
图像处理
sensor PLC
Robot
输出
Digital output Serial out TCP/IP out Ethernet I/P
Field Bus
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机器视觉系统概述
• 成像系统 相机， 光学部件，光源 目标 – 特征部分与“背景”形成高反差的图像 校正 & 比例缩放
频闪灯； 运行成本低、寿命长的LED，会在综合成本和性能方面体现出更大
的优势； 可根据客户的需要，进行特殊设计。
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光源
两种常见正向打光方式
暗视野
亮视野
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光源
两种常见正向打光方式
亮视野
暗视野
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光源
低角度
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光源
前向光
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照明光源
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光源
背光
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光源
照射物
白色光 (混合色)
蓝色
光源暗视野亮视野两种常见正向打光方式光源两种常见正向打光方式暗视野亮视野光源低角度光源前向光光源照明光源背光光源照射物白色光混合色蓝色其它颜色被吸收光源传递反射镜面反射漫反射吸收光源被检测零件特征明视场暗视场背光结构光dome同轴光光源打光技术dome明视场光源案例白光得到各颜色单色图像光源彩色效果偏振用于减少闪烁塑料或者玻璃偏光镜交叉偏光镜滤光镜无滤色镜红色滤色镜绿色滤色镜滤光镜应用相机工业相机有多种类型常见的分类方式如下黑白相机和彩色相机面阵相机和线阵相机ccd相机和cmos相机模拟相机数字相机智能相机相机cameralinkusb201394a1394bgigeethernetethernet速度base
机器视觉光源主要种类有哪些
机器视觉光源主要种类有哪些首先咱们先来说说，上海选择机器视觉光源哪家好？上海嘉肯光电科技有限公司是一家专业从事机器视觉光源的研发、生产和销售为一体的高新技术企业。
以工业检测、机器视觉、图像处理、科学研究等领域为主要研发及经营方向。
环形光源最常见的LED光源之一，提供基本的照明作用。
随着光源距离产品的工作距离LWD变化而产生的亮度分布，如下图暖色表示亮；冷色表示暗。
条形光源最常见的LED光源之一，可对长尺区域进行均匀照射，同时通过角度改变可以完成多种照明效果。
比如安装为斜向照射，以漫反射光进行拍摄、辨别，从而避免产生引起光晕的镜面反射光。
此外，还可将CCD 与照明呈相同角度倾斜，以获取镜面反射光，从而突显出刻印等的边缘成分。
碗形光源常见的LED光源，可以实现照明效果是均匀的无影光。
同轴光源常见的LED光源，其突出特点是具备高对比度，在检测镜面、光泽面或希望以光泽差异进行辨别时非常有效。
低角度光源和同轴光源的平行照射的理念正好相反，通过从小角度或几乎平行的角度照射LED，可仅突出边缘，轮廓或者表面的缺陷划伤。
点光源最大特点是节省空间，同时可以实现小范围高亮度照明。
多角度光源更加柔和的照明，以及放在不同高度可以实现不同的效果。
背光光源以上介绍的所有通用照明的相同点是：光源位于相机和工件之间，使用正面打光，通过获取工件表面的反光而获得工件的表面信息。
以上介绍的即为常用的LED光源标准品类型。
当然对于特殊的应用，也有很多种尺寸和形状的定制光源，有配合线扫描相机的线性光源，配合2.5D相机的多方向发光光源，配合贴片检测的多色AOI光源等等。
上海嘉肯光电科技有限公司是一家专业从事机器视觉光源的研发、生产和销售为一体的高新技术企业。
以工业检测、机器视觉、图像处理、科学研究等领域为主要研发及经营方向。
此外，公司还代理工业镜头、工业相机、图像采集卡、图像处理软件和各类视觉附件。
上海嘉肯光电科技有限公司将坚持“用心，创造未来”的企业经营理念，并持续不断地把最优秀、性价比最高的视觉产品提供给广大用户，以不断满足客户日益增长的要求。
机器视觉中的光源与打光
机器视觉中的光源与打光机器视觉主要解决四大问题：定位、测量、检测、识别。
在机器视觉中打光和光源影响着系统的稳定性，比如在测量应用中，光照发生10%-20%的变化，就可能导致图像边缘偏移1-2个像素，这些问题在算法层面是不容易解决的。
所以了解光源和打光非常重要。
照明方式直接照明直接将光射向物体，得到清楚的影像。
当需要得到高对比度物体图像的时候，这种类型的光很有效。
但是当它照在反光材料上时，会引起镜面的反光。
通用照明一般采用环状或点状照明。
环灯很容易安装在镜头上，可给漫反射表面提供足够的照明。
暗场照明暗场照明暗场照明时相对于物体表面提供低角度照明。
假设相机拍摄镜子，在其视野内如果能看见光源就认为是亮场照明，相反的在视野中如果看不到光源就是明场照明。
因此光源是亮场照明还是明场照明于光源的位置有关。
暗场照明应用于对表面部分有凸起的部分的照明或表面纹理变化的照明。
背光照明从物体表面射过来君君视场的光。
通过相机可以看到物面的侧面轮廓。
背光照明常用于测量物体的尺寸和方向。
背光照明产生了很强的对比度。
应用背光技术的时候，物体表面特征可能丢失。
例如，可以应用背光照明测量硬币的直径，但是却无法判断硬币的正反面。
同轴照明同轴光的形成即通过垂直镜头方向发出的发散光，射到一个使光向下的分光镜上，相机从上面通过分光镜看物体。
这种类型的光源对检测高反射的物体特别有帮助，还适合受周围环境产生阴影影响，检测面积不明显的物体。
漫射照明连续漫反射照明应用于物体表面的反射性或者表面有复杂的角度。
连续漫反射照明应用半球形的均匀照明，以减小影子及镜面反射。
这种照明方式对于完全组装的电路板照明非常有用。
这种光源可以达到170立体角范围的均匀照明。
光源选择直接丢一份ppt吧：•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••。
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机器视觉光源的照明方式例举
我们知道，在机器视觉检测系统中，好的打光方式可以让我们更准确地捕捉物体特征，提高物体与背景的对比度。
那么本章，维视图像为您分享一下机器视觉光源的照明方式及应用特点。
角度照明
特点及应用：在一定工作距离下，光束集中、亮度高、均匀性好、照射面积相对较小。
常用于液晶校正、塑胶容器检查、工件螺孔定位、标签检查、管脚检查、集成电路印字检查等。
适用光源：30、45、60、75等角度环光。
垂直照明
特点及应用：照射面积大、光照均匀性好、适用于较大面积照明。
可用于基底和线路板定位、晶片部件检查等。
适用光源：0角度环光、条型光源、面光源。
低角度照明
特点及应用：对表面凹凸表现力强。
适用于晶片或玻璃基片上的伤痕检查。
适用光源：90度环光。
背光照明
特点及应用：发光面是一个漫射面，均匀性好。
可用于镜面反射材料，如晶片或玻璃基底上的伤痕检测；LCD检测；微小电子元件尺寸、形状，靶标测试。
适用光源：背光源、平行背光源。
多角度照明
特点及应用：RGB三种不同颜色不同角度光照，可以实现焊点的三维信息的提取。
适用于组装机板的焊锡部份、球形或半圆形物体、其它奇怪形状物体、接脚头。
适用光源：AOI光源。
碗状光照明
特点及应用：360度底部发光，通过碗状内壁发射，形成球形均匀光照。
用于检测曲面的金属表面文字和缺陷。
适用光源：球积分光源，通常也叫圆顶光、漫反射光源。
同轴光照明
特点及应用：类似于平行光的应用，光源前面带漫反射板，形成二次光源，光线主要趋于平行。
用于半导体、PCB板、以及金属零件的表面成像检测，微小元件的外形、尺寸测量。
适用光源：同轴光源，平行同轴光源。
以上是常用机器视觉光源的照明方式，此外，还有许多其他的照明方式或组合的用法，在此不再一一赘述。
如有相关需求和问题，欢迎与维视图像取得联系，我们拥有AFT全系列视觉光源，可为您提供最合适的照明方案。