机器视觉光源选型技巧及应用案例
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
机器视觉系统中该如何去选择光源？
上海嘉肯光电科技有限公司:机器视觉光源的研发 机器视觉系统中该如何去选择光源？机器视觉是图像技术、模式识别技术以及计算机技术发展的产物，是实现智能化、自动化、信息化的先进技术领域。
机器视觉的发展带动了人工智能的进步。
机器视觉系统从物理结构上来讲，一般包括以下几个部分：光源、摄像机和镜头、图像采集卡、机器视觉软件等运动控制部分。
在机器视觉系统中，合适的光源为视觉系统提供良好的外界条件，使得系统得到的图像信号有很高的信噪比。
在机器视觉应用系统中；好的光源与照明方案往往是整个系统成败的关键，起着非常重要的作用。
照明系统是机器视觉系统中最关键的部分之一，机器视觉光源直接影响到图像的质量，进而影响到系统的性能。
好的打光设计能够使我们得到一幅好的图像，从而改善整个系统的分辨率，简化软件的运算。
光源的作用主要体现在：1.突出测量特征，简化图像处理算法上海嘉肯光电科技有限公司:机器视觉光源的研发2.客服环境光的干扰，提高图像信噪比3.提高视觉系统的定位、测量、识别精度以及系统的运行速度4.降低系统设计的复杂度影响光源的因素：对比度：对比度对机器视觉来说非常重要，机器视觉应用照明的最重要的任务就是使需要被观察的特征与需要被忽略的图像特征之间产生最大的对比度，从而易于特征的区分。
亮度：当选择两种光源的时候，最佳的选择肯定是更亮的那个。
因为当光源亮度不够时就会出现以下三种情况：一、相机的信噪比不够；二、图像的对比度不够，在图像上出现噪声的可能性也随之增大；三、光源的亮度不够，必然需要加大光圈，从而减少景深，并且自然光也会随机对系统加大影响。
物体表面：如果所有物体表面是相同的，在解决实际应用的时候就没有必要采用不同的光源技术了，但由于物体表面的不同，因此需要观察视野中的物体表面，并分析光源入射的反映。
选择光源：光源应该按照照明形状的需要来选择，需要有足够的均匀度，且稳定性能要好。
上海嘉肯光电科技有限公司:机器视觉光源的研发 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。
机器视觉光源选择方法
机器视觉光源选择方法
选择机器视觉光源的方法取决于所需的应用和要解决的问题。
以下是一些常见的选择方法：
1. 光源亮度：选择光源时，要考虑所需的亮度级别。
亮度级别取决于要检测的目标的反射特性以及环境中的光照条件。
根据需要，可以选择高亮度的光源或调节光源的亮度。
2. 光源颜色：光源的颜色也是一个重要的选择因素。
不同颜色的光源对不同的物体表面有不同的反射特性。
例如，红外光源适用于红外成像，白光光源适用于一般的机器视觉应用。
3. 光源类型：常见的光源类型包括LED光源和激光光源。
LED
光源通常具有较低的功耗、较长的寿命和较低的成本，适用于大多数机器视觉应用。
激光光源则具有高亮度和窄束宽的特点，适用于需要高精度的测量和定位应用。
4. 光源稳定性：光源的稳定性对于机器视觉系统的准确性和重复性非常重要。
选择具有稳定输出的光源可以减少误差和测量的不确定性。
5. 光源调节能力：某些应用可能需要调节光源的亮度、颜色或其他参数。
因此，选择具有调节功能的光源可以更好地满足特定需求。
6. 光源配置：光源的布置和配置也会对机器视觉系统的性能产生影响。
根据应用需求，可以选择单个光源、多个光源阵列或特定的光源布局。
综上所述，选择机器视觉光源需要考虑多个因素，包括亮度、颜
色、类型、稳定性、调节能力和配置等。
根据具体的应用需求，可以选择最适合的光源。
机器视觉光源选型及应用案例
机器视觉硬件选型及应用案例烟台致瑞图像技术有限公司高志伟机器视觉典型结构机器视觉技术核心输出特征提取预处理采集图像机器视觉技术主要包括图像采集和图像处理两个过程，整体以图像为中心展开，如何得到一副好的图像，是关乎整个系统成败的关键。
图像采集器件选择相机•分辨率•感光性能•其它镜头•视野•畸变•分辨率•其它光源•成像效果•空间限制•其它配件•滤光•偏振•转向•……相机选型1.根据项目精度要求，确定相机分辨率；2.考虑相机帧率是否满足要求；3.根据项目情况选择合适的数据传输接口；4.确定使用黑白相机还是彩色相机；5.尺寸大小等其他问题。
镜头选型1.根据相机芯片大小和工作空间限制确定使用镜头的焦距或者放大倍数；2.考虑是否需要选用远心镜头；3.确定镜头分辨率；4.确定畸变率能否满足要求；5.景深是否满足要求；6.镜头是否兼容相机芯片尺寸；7.超大视野或超小视野；8.是否需要考虑透过光谱；9.镜头是否要配合其他配件；10.价格是否合理等其他问题。
光源选型Ø了解项目需求，明确要检测或者测量的目标；Ø分析目标与背景的区别，找出两者之间最可能差异大的光学现象；Ø根据光源与目标之间的配合关系，初步确定光源的发光类型；Ø拿实际光源测试，以确定满足要求的打光方式；Ø根据具体情况，确定适用于客户的产品。
常用经典配光方式方向漫射背光平行背光暗场配光明场配光无影光光谱白光单色光混合光近红外近紫外光波动光谱方向背光应用主要用于边缘提取、透明体内部不透明体检测、贯穿型缺陷检测、狭缝和通孔内杂质检测锯齿缺陷检测按键位置检测检测饮料瓶封装检测马达转子检测漫射背光存在的问题和解决办法暗场配光-低角度照射取、冲压、浇铸、浮雕图案识别与检测，光滑表面划伤、裂痕检测低角度照射-常用光源明场配光-高角度照射主要用于表面粗糙程度不同区域的区分、边缘或内部有垂直断差或者比较陡峭（超过60度）边缘检测或测量、光滑表面雕刻图案、裂缝、划伤、低反光与高反光区域分离等高角度照射-常用光源无影光应用可以避免弯曲表面导致的不均匀无影光胶囊缺陷检测平面无影光-银行卡平面无影光-银行卡案例目录偏振光应用ITO电路检测与定位多通道光源应用多向可控连续分布光源图形结构光应用裸板AOI大幅面表面检测偏振光应用偏振片（偏光片）自然光入射折射光垂直于反射光反射光为线偏振光Brewster定律自然光入射线偏振片线偏振光圆偏振片=线偏振片+1/4波片(45度)光入射圆偏振光偏振光应用反光偏振光应用反光贴膜旋光方案目录偏振光应用ITO电路检测与定位多通道光源应用多向可控连续分布光源图形结构光应用裸板AOI大幅面表面检测ITO电路检测与定位ITO(铟锡金属氧化物)具有很好的导电性和透明性，可以切断对人体有害的电子辐射、紫外线及远红外线，铟锡氧化物通常喷涂在玻璃、塑料及电子显示屏上，用作透明导电薄膜，同时减少对人体有害的电子辐射及紫外、红外辐射。
CCD机器视觉光源选型案例
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被侧物体表面的的粗糙程度决定了镜面反射和漫反射成分的多少；
物体表面光反射规律由双向反射率分布函数（BRDF）表示。 反射光主要成分与反射面颜色一致。
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奥普特自动化科技有限公司技术部
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存在性检测、计数、薄片边缘检测和定位、透明体表面和内部不透明异物 或脏污检测、透明体和半透明体突变型和部分渐变缺陷、镂空打标检测等
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范围 紫外
可见光
红外
名称 真空紫外 远紫外 中紫外 近紫外
蓝紫 蓝 绿蓝 蓝绿 绿 黄绿 黄 橙 红 红-紫
近红外
中红外 远红外
缩写 UV-V UV-C UV-B UV-A
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原始图片涉密
被测物体表面的形状等宏观结构决定了镜面反射的方向。
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控制发光方向可以得到很稳定的结果。
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低角度圆柱两头打光，直接 反光无法进入镜头，但表面 的异常（字符、划伤）由于 反光程度不一样，可以呈现 与背景不同的灰度。
电池盖子字符检测
机器视觉技术与应用实战-常用光源和定制光源的介绍(2定制光源)
条形组合光源
特点：条形组合光源，外壳灯罩拱状设计，内部选用高亮度LED，有效隔绝外部环境光干扰，如图。 应用领域：适用于流水线生产方式，散装料杂物检测。 ✓ 条形组合定制光源项目应用 ✓ 金属划痕检测
《机器视觉技术Biblioteka 应用实战》条形组合光源PCB基板印刷检测 条形光源侧面打光，可消除表面反光整体均匀对比突出。
点：亮度无级控制；外部触发输入，与相机同步；使光 源频闪照明，延长光源寿命；手动调节亮度。
➢ 数字控制器的控制电压有5V、12V、24V等系列，其特 点：0~255级亮度可控制；电脑及外部触发输入，与相 机同步；使光源频闪照明，延长光源寿命；手动和PC 两种方式均可调节亮度；PC控制可通过与电脑连接方 便集成。
《机器视觉技术与应用实战》
数字控制器调整和连接说明
《机器视觉技术与应用实战》
总结和习题思考
本节主要介绍了非标准定制光源的种类和特性以及应用场合和光源控制 器的说明，如 四边形漫射无影光源， 大功率面阵桶形光源，隧道线光源， 多角度环形光源等。
习题与思考 1．定制光源的流程？ 2．具体了解几款定制光源特点，和应用场合？ 3．光源控制器的分类和技术特点?
《机器视觉技术与应用实战》
光源模拟控制器
模拟控制器一般有1路，2路，4路光源输出可以选择，光源点亮模式有常亮和频闪两种，频闪控制电压有5V、 12V、24V等系列，光源的亮度是靠电位器控制。
特点 亮度无级控制，手动调节亮度 外部触发输入，与相机同步 结构简单，体积小，成本低 具备电压显示功能 常亮/常灭模式可选
定制光源的介绍
《机器视觉技术与应用实战》
非标定制光源一般是标准光源满足不了项目的技术要求，本节我们就一些项目中定制的光源介绍一 下，关于定制光源流程如下图
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。
机器视觉光源选型技巧与配光技术
迷你-模拟控制器（APC2424-1/2M)
命名规则
LTS
APC
24
24
1/2
M
迷你型
模拟控制器 电压
总功率 通道数
体积小不带外触发， 不带数字显示屏 单路最大功率24W
性价比高，便于控制成本
标准-模拟控制器（APC2424-1/2/4)
命名规则
LTS
APC
24
24
1/2/4
电
模拟控制器 电压
两条条光源照射
组合条光源照射
多用于大面积照射应用
视觉光源类型
环形/回型背光源
中间开圆形口(环形)
中间开方形口(回型)
PCB板或大面积(图为电池) 等检测，尺寸可定制
视觉光源应用
光源选用效果对比
回条型光背源光照源射照射
组合条光源照射
视觉光源类型
同轴光源
印刷条码字符检测
亮度较弱，照射面积不能太大 应用领域：
多色多角 度照射，能 准确反映物 体表面坡度 信息
电路板焊锡检测
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视觉光源类型
定制光源
2米大背光，3米线光，根据客户要求进行各种定制
2米大背光源
3米长线光源
红外光应用
染料颜色过滤
白色前光
红外低角度前光
红外强背光
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紫外光应用
激发荧光、高散射率
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不同波长的光聚焦位置会有差异
不同物体（玻璃）对不同波长的光折射率不同，在不同波长光 照下，镜头的焦平面也不同，消色差镜头的能力总是有限的。
白色条形光效果
白色环形光效果
光源选型介绍
光源选型案例
蓝色条光效果 红色条光效果
机器视觉光源选型的三大技巧
机器视觉光源选型的三大技巧
机器视觉技术在现代工业中越来越重要，而光源是机器视觉技术中不可或缺的部分。
在进行机器视觉光源选型时，以下三个技巧可以帮助您选出最适合您应用的光源。
1. 确定应用需求：在选择光源之前，首先需要明确应用的需求。
例如，需要对物体进行颜色识别、形状识别还是检测缺陷等。
对于不同的应用需求，需要选择不同的光源类型并调整光源的亮度和颜色等参数。
2. 考虑环境因素：环境因素也会影响光源的选型。
例如，在高温或湿度环境下，需要选择具有防水、防尘、耐热等特性的光源。
在特别黑暗或明亮的环境下，需要选择亮度可调节的光源。
3. 选择合适的波长：光源的波长是影响机器视觉识别效果的重要因素。
对于不同的物体材料，需要选择合适的波长进行照明。
例如，对于金属物体，可以选择短波长的光源，对于白色物体，则需要选择长波长的光源。
以上三个技巧可以帮助您选出最适合您应用的光源。
在进行机器视觉光源选型时，还需要注意光源的稳定性、寿命等因素，以保证系统的稳定性和长期可靠性。
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机器视觉中典型光源的特点及应用
机器视觉中典型光源的特点及应用在机器视觉的世界里，光源就像是调皮的小精灵，给我们带来了各种各样的视觉体验。
说到光源，大家可能会想到阳光、灯光什么的，但机器视觉中的光源可不是那么简单哦。
光源有很多种，每种都有自己的特点和应用。
比如说，LED光源，嘿，那可是机器视觉的“明星”！它亮度高，寿命长，能耗低，简直就是现代科技的宠儿。
用它照亮物体，能清晰地捕捉到细节，真是小巧玲珑又能干。
不过，LED光源也有个小缺点，就是光谱比较窄，有时候在某些情况下不够完美。
再来看看荧光灯，哎呀，这可是老派的代表了！虽然现在被LED逐渐取代，但荧光灯在某些领域依然闪耀着光芒。
它发出的光比较柔和，适合用于一些对光源要求不那么高的场合。
可是，它的启动时间比较长，想要立刻见光就得等一等，这个耐心可不是每个人都有啊。
不过在大面积照明的地方，它的表现可算得上是“稳如老狗”。
再说说卤素灯，这种灯可是机器视觉中的“高温战士”。
它的光线明亮而且色温高，能很好地展示物体的真实色彩。
可是，这种灯的发热量可不小，长期使用的话，可能会让设备受不了。
所以啊，卤素灯在短时间内工作是不错的选择，但长时间的话就得小心烫手哦。
这种灯就像个短暂而又灿烂的烟火，瞬间亮起，但不一定能长久陪伴你。
还有一种光源，叫做激光灯。
听起来就很酷吧？激光灯的光束非常集中，能精准地照射到目标，适合于高精度的检测场合。
就像是一个小侦探，能把细节一网打尽。
但是，激光的成本可不便宜，不是所有地方都能用得起哦。
虽然它在工业检测中表现得淋漓尽致，但对于小企业来说，还是得量入为出，别让自己的钱包大出血。
再聊聊光纤灯，这个名字听起来就像是高科技的产物。
光纤灯通过光纤传递光线，能够在狭小的空间里照亮，这可是解决了一些复杂环境下的照明难题。
想象一下，复杂的机器结构中，光纤灯就像是一条细细的光路，把光送到每一个角落，真是小而美的设计。
不过，光纤灯的成本和维护也需要注意，不然可会让人心疼。
在选择光源的时候，可得好好考虑应用场景。
知乎机器视觉打光案例
知乎机器视觉打光案例机器视觉打光是指在机器视觉应用中，通过灯光的设计和控制，来达到更好的图像采集效果和识别准确率。
合理的打光方案可以提高机器视觉系统的稳定性和鲁棒性，使得机器能够更准确地分辨、识别和测量目标物体。
机器视觉系统中的打光设计需要考虑到多个因素，包括光源的类型、光线的方向和强度、物体的表面特性以及环境的光照条件等。
下面将介绍几个常见的机器视觉打光案例。
1.均匀光源打光方案：对于需要进行图像识别和测量的应用，常常需要一个均匀的光源来提供稳定的光线照射。
这种均匀光源可以是环形光源、透射式光源或者漫反射光源等。
通过合理的光源布局和调节，可以使得整个目标物体表面的光照强度尽可能均匀，从而提高图像采集的效果和物体识别的准确率。
2.点光源打光方案：点光源是一种可以产生锐利、明亮的光斑的光源，在一些特殊的机器视觉应用中，可以提供更好的图像对比度和物体边缘细节。
点光源打光方案通常使用多个点光源的阵列，并通过准确的位置和光强调节来实现需要的光照效果。
这种打光方案一般适用于识别微小物体、检测细小缺陷或者定位精度要求高的应用。
3.逆光打光方案：逆光打光是指将光源设置在从相机逆方向照射目标物体的一种打光方式。
这种打光方案可以提高目标物体边缘的对比度和纹理细节，有助于提取目标物体的形状和轮廓。
逆光打光一般适用于需要边缘检测、定位或者表面不平整度检查的应用。
4.背光打光方案：背光打光是指将光源设置在目标物体的背后，使得目标物体的边缘和轮廓能够被明亮的光线照亮。
这种打光方案可以强调目标物体的边缘细节，减少表面反射和阴影的影响，有助于提高目标物体的检测和分割效果。
背光打光一般适用于需要精确分割和位移测量的应用。
总结起来，机器视觉打光方案需要根据具体应用场景和需求来设计和调整。
通过选择合适的光源类型和布局，以及灵活的光源控制方式，可以提高图像采集的质量和识别的准确率，从而提升机器视觉系统的性能和可靠性。
机器视觉光源选型的三大技巧
机器视觉光源选型的三大技巧
随着机器视觉技术的不断发展，光源在其中扮演着重要的角色。
光源的选型直接影响到图像质量、精度和稳定性等方面。
因此，在进行机器视觉光源选型时，需要掌握以下三大技巧：
1.光源亮度选择
光源亮度是指光源发出的光线强度。
在机器视觉应用中，选择合适的光源亮度可以提高图像的清晰度和对比度。
一般来说，光线越亮，对比度越高，但也需要根据实际应用场景进行选择，避免光线过于强烈影响图像质量。
2.光源波长选择
光源波长指光线的特定频率，不同的光源波长对不同的物体有不同的反射和吸收率。
因此，在选择光源波长时，需要考虑待检测物体的特性。
比如，红光可以更好地检测金属表面缺陷，蓝光可以更好地检测塑料零件的缺陷。
3.光源色温选择
光源色温是指光源发出的光线颜色的温度，一般用开尔文(K)来表示。
不同的色温对图像的色彩还原有着不同的影响，因此需要根据具体应用场景进行选择。
在一些要求色彩还原精度较高的场合，需要选择色温稳定的光源。
总之，机器视觉光源选型需要综合考虑多个因素，选择合适的光源才能提高机器视觉应用的效果。
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机器视觉之机器视觉光源选型的一点小技巧
深圳稻草人自动化培训联为智能教育
机器视觉光源选型的一点小技巧·需要前景与背景更大的对比度，可以考虑用黑白相机与彩色光源·环境光的问题，尝试用单色光源，配一个滤镜
·闪光曲面，考虑用散射圆顶光
·闪光，平的，但粗糙的表面，尝试用同轴散射光
·看表面的形状，考虑用暗视场(低角度)
·检测塑料的时候，尝试用紫外或红外光
·需要通过反射的表面看特征，尝试用低角度线光源(暗视场)
·单个光源不能有效解决问题时考虑用组合光源
·频闪能够产生比常亮照明20倍强的光。
如何依据光源颜色与波长选择视觉光源
如何依据光源颜色与波长选择视觉光源
由于机器视觉LED光源的颜色与波长多样，在进行视觉检测时，要根据目标与背景来确定所选光源的颜色。
在使用彩色工业照相机时，通常选择白色；使用单色照相机时，就需要根据不同的检测工件具体选用合适的机器视觉光源产品。
下面介绍依据光源的颜色和波长如何正确合理的选择检测光源。
一、使用互补色进行检测
所谓互补色是色环中正好相对的颜色，如下图所示。
使用互补色光线照射物体时，物体呈现的颜色将接近黑色，使得工件与背景之间差异明显，可获得精确的检测结果。
色轮
例：检测纸板箱中红色糖果包装纸中否存在糖果，下图为选用不同颜色的LED视觉光源得到的图像对比度的比较。
使用白色LED 使用红色LED 使用蓝色LED
从图中可以看出，使用白色LED视觉光源时整个图像的亮度均匀一致，工件与背景之间几乎没有差异；使用红色LED光源时红色的工件显得更明亮，但差异仍然不够；使用蓝色LED光源时红色目标呈黑色，效果最优，可以得到稳定的检测结果。
二、使用波长进行检测
不同波长的光线呈现不同的颜色。
波长决定特定颜色的特征，如容易透射(红光 - 波长较长)、容易散射(蓝光 - 波长较短)。
下面的图像比较透过透明薄膜获取输送带中芯片上的印刷图案。
从图中可以看出使用红色照明获得的对比度高于使用蓝色照明，因为前者透过性更好(散射率更低)。
在红色照明下印刷图案与芯片间的差异透过薄膜清晰呈现。
彩色相机图像白色照明彩色照机图像红色照明彩色相机图像蓝色照明
灰色照相机图像红色照明灰色照相机图像蓝色照明。
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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。
4、圆顶光源：LED灯珠安装在底部
通过半球内壁反射涂层漫反射均匀照
射物体。
图像整体的照度十分均匀，适
用反光较强金属、玻璃、凹凸表面、弧
形表面检测。
应用：仪表盘刻度检测，金属罐字符喷码检测，芯片金线检测，电子元件印刷检测等。
5、背光源：LED灯珠排布成一个面（底
面发光）或者从光源四周排布一圈（侧
面发光）。
常用于突出物体的外形轮廓
特征，适用于大面积照射，背光一般放
置于物体底部需要考虑机构是否适合安装，在较高的检测精度下可以加强出光平行性来提升检测精度。
应用：机械零件尺寸及边缘缺陷的测量，饮料液位及杂质检测、手机屏漏光检测，印刷海报缺陷检测，塑料膜边缘接缝检测等。
6、点光源：高亮LED，体积小，发光强度高；
多用在配合远心镜头使用，一种非直接同轴光
源，检测视野较小。
应用：手机内屏隐形电路检测，MARK点定位，玻璃表面划痕检测，液晶玻璃底基校正检测等。
7、线光源：高亮LED排布，采用导
光柱聚光，光线呈一条亮带，通常用于
线阵相机，采用侧向照射或底部照射，
线光源也可以不使用聚光透镜让光线
发散，增加照射面积也可在前段添加分光镜，转变为同轴线光源。
应用：液晶屏表面灰尘检测，玻璃划痕及内部裂纹检测，布匹纺织均匀检测等。
LED光源设计自由度高，能够满足不同的检测需求，是目前主流的视觉光源。
在面对一些实际检测物体时我们应该建立怎样一种打光思路选择到合适的光源呢，以下面几个实际案例来说明
案例1：人民币防伪标记检测
彩色相机白色光源彩色相机紫外光源
选型分析: 目标表面有多重颜色；防伪区域有紫外显示特性,人眼可辨。
但在黑白相机下就存在较大干扰，无法呈现优质图像。
黑白相机紫外光源紫外光源加滤光片
黑白相机下存在的干扰，防伪区域并非是无法显示的，滤除非目标区的反光后，就可以实现图像优化。
合理使用滤光镜、偏振镜能够解决图像颜色干扰和表面反光。
案例2：药盒生产日期字符检测
选型分析:产品表面平滑，较反光。
字体为黑色，可考虑使背景变白来突出与黑色字符的对比性。
主要考虑使用的光源类型有条形光，环形光，同轴光。
因产品较大，暂时排除同轴光。
试用条形、环形光源。
选择好合适的光源类型，然后根据产品颜色选择光源的发光颜色。
白色条形光效果白色环形光效果
蓝色条形光效果白色条形光效果
红色条形光效果绿色条形光效果
药盒本身颜色为绿色，使用绿色条形光源不仅让图像更加均匀也能够让背景在黑白相机下呈现较高灰度值与黑色字符部分形成有效对比，实现检测目的。
案例3：烟盒表面反光消除
选型分析:产品表面有较强反光，要使烟盒整体均匀一致，光源需要保证每个方向都能够照射和强度一致。
条形光源效果1 条形光源效果2
环形无影光源效果圆顶+同轴组合效果
应对反光产品选用均匀性较好的光源，如果单独光源不可实现效果，
可考虑使用多种光源组合打光，保证整体区域均匀一致。
案例4：啤酒罐底部字符识别
选型分析:金属圆弧，光照下呈现各角度不同反光，既要保证图像整体均匀也需要突出字符，对光源大小和角度有较高要求。
环形光效果同轴光效果
圆顶+同轴效果大开孔环形光光效果
字符与弧面有一定高度差，两者之间过度非平滑。
利用特征，让光线
从侧边投射到表面，表面不形成强反光，字符区域反光突出。
案例5：电池极芯位置检测
选型分析:顶部金属存在不同位置和形态，与底部包层有一定距离。
包层是白色，会存在一定反光。
需要考虑产品方向和引脚位置。
环形光源效果平面无影光源效果
条形光源效果低角度环形光源效果
选用环形光源保证电池在不同方向上都能够保证图像一致，利用引脚
与底面的高度差，光线低角度射向产品，金属部分出现较强反光，很好的与底部分离。
建立一个有效的打光思路能够快速评估判断产品能够通过哪种光源有效解决问题，根据被测物基本信息、安装条件等预判出哪种光源照射目标区域是亮或暗，能更好的实现软件算法。
打光过程中光源要灵活的使用，通过调整高度、角度，选取不同类型的光源多做尝试。
最后总结一些光源选择基本原则。
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。
本文主要介绍一些常见的光源和光源选型需要建立的想法，机器视觉自身也在不断发展和完善，随着时间的推移机器视觉也将会在未来的制造企业中得到更加广泛的应用。