机器视觉之：为何要使用光源
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。
机器视觉打光原理
机器视觉打光原理一、引言机器视觉是一种模拟人类视觉系统的技术，通过使用相机和计算机算法，使机器能够“看见”并理解图像。
而打光是机器视觉中的一个重要步骤，它能够通过控制光源的亮度和方向，提高图像的质量和对比度，从而更好地进行图像处理和分析。
本文将介绍机器视觉打光原理的基本概念、方法以及应用。
二、机器视觉打光的基本概念1. 光源选择：机器视觉打光的第一步是选择合适的光源。
常用的光源有LED灯、荧光灯、激光等。
不同的光源具有不同的特性，如亮度、颜色、方向性等，需要根据具体应用场景选择合适的光源。
2. 光源亮度控制：光源的亮度对图像的质量和对比度有着重要影响。
在机器视觉中，通过调节光源的亮度可以使图像中的目标物体更加清晰可见。
一般来说，亮度越高，图像中的目标物体越明亮，但是过高的亮度也可能导致图像过曝。
因此，需要根据具体场景和需求来控制光源的亮度。
3. 光源方向控制：光源的方向性也是机器视觉打光中需要考虑的因素之一。
合理的光源方向可以强调目标物体的轮廓和细节，提高图像的对比度。
通常情况下，光源应该与相机的视线垂直或接近垂直，以避免产生阴影和反射。
三、机器视觉打光的方法1. 平面光源：平面光源是一种常用的机器视觉打光方法，它能够提供均匀的光照，并减少阴影的产生。
平面光源一般由多个光源组成，光源之间的距离和位置需要根据具体需求来确定。
通过调节光源的亮度和方向，可以使目标物体在图像中呈现均匀明亮的效果。
2. 斜面光源：斜面光源是一种通过调节光源方向来强调目标物体轮廓和细节的打光方法。
斜面光源将光线从一个方向斜射到目标物体上，通过产生明暗交替的效果，使目标物体的边缘更加清晰可见。
这种打光方法常用于检测目标物体的表面缺陷和凹凸不平。
3. 透射光源：透射光源是一种通过透射光线来打光的方法。
它可以通过透明或半透明的材料将光线引导到目标物体上，从而提高图像的对比度和清晰度。
透射光源常用于表面光洁度检测、透明物体检测等应用场景。
机械视觉之光源
1. 人眼可见的光谱范围:380n2. 光源的作用：获得对比度鲜3. 图像质量的好坏取决于：1） 将感兴趣2） 尽量消除3） 提高信噪4） 减少因4．LED 光源颜色选择的依据就是不同波长的光源。
5．LED 光源可以分为2大类6．正面照明用于检测 物体的纯净度；7．正面光源按照光源结构可以8．环形灯用得最多，包括9．直射环形，适合 不反光物10．Dome 灯，也算漫反射的阴影。
主要用于检测球型或曲11．看图写出光源内型380nm-780nm 之间；比度鲜明的图像； ：图像边缘是否锐利；具体来说有以下四点：感兴趣的部分和其它部分的感兴趣的部分和其它部分的灰度值差异加大灰度值差异加大； 量消除不感兴趣的部分； 高信噪比高信噪比，，利于图像处理； 少因少因照射照射照射角度角度角度，，材质对图像的影响；依据：根据不同检测物体的表面特征和材质根据不同检测物体的表面特征和材质，，选用不大类：一类是正面照明，一类是背面照明； 物体的表面特征；背面照明用于 检测物体的轮廓 可以分为，环形灯、条形灯条形灯、、同轴灯 和 方形灯直射环形，漫反射环形, Dome 灯 等； 反光物体 的检测；漫反射环形，适合 反光物体 反射的一种，但它是通过 半球型的内壁 多次反射型或曲面物体。
本图是： 直射环形(垂直照选用不同的颜色选用不同的颜色，，也或者 通明物体的形灯。
检测 反射，可以完全消除垂直照射)本图是：带角度环形本图是：低角度环形环形水平照射环形本图是：水平照射本图是：直射漫反射漫反射本图是：低角度低角度漫反射本图是：同轴光灯本图是：背光照明12．直接照射环形按照射角度分，有直射环形(垂直照射), 带角度环形, 低角度环形和水平照射环形等。
可以理解就是：每个LED的光轴和环形灯外壳之间（其实就是与水平面）的夹角，依次为0°，20°，60°, 90°(具体情况可能会稍有变化)。
不同的角度适合不同的检测要求。
机器视觉光源
当我们需要得到高对比度物体图像的时候，这 种类型的光很有效。但是当我们用它照在光亮 或反射的材料上时，会引起像镜面的反光。通 用照明一般采用环状或点状照明。环灯是一种 常用的通用照明方式，其很容易安装在镜头， 可给漫反射表面提供足够的照明。
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直射光：入射光基本上来自一个方向，射角小，它能投射出物体阴影 散射光：入射光来自多个方向，甚至于所有的方向，它不会投射出明显的阴影
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LED光源
• 机器视觉光源照明技术基础知识
光谱：光是由单一的或多种成份的光谱组成
的，例如日光的光谱就是由从红外到紫外的 所有光谱组成的，人眼能感觉的光谱范围在 380nm至780nm之间，即从红色780nm到紫 色380nm。
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LED光源
• 机器视觉光源的分类和选型
以光源的外形来分类
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条状光源 环状光源 碗状光源 同轴光源 方形光源 点光源
环形直射光 环形漫反射光 环形低角度光 方形低角度光源 方形低角度漫射 方形直射
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LED光源
• 机器视觉光源的分类和选型
针对具体的应用，从众多的方案中选择一个最好的照明系统是整个图像处理系 统稳定工作的关键。遗憾的是，没有一个通用的照明系统能够适应各种场合。 但由于LED光源多形状及多颜色等特点，我们还是找到一些选光源的方法:
观察试验法(Look and Experiment-最常用的) 尝试着用不同类型的光源在不同的位置照射物体，然后通过相机观察图像 科学分析法(Scientific Analysis-最有效的) 分析成像的环境，推荐最好的解决方法。
简述机器视觉光源的作用
简述机器视觉光源的作用
机器视觉光源在机器视觉系统中起着至关重要的作用。
其主要作用如下：
1. 改善图像质量：机器视觉光源可以为被拍摄对象提供恒定、均匀的光线，减少图像中的阴影、反光等不良影响，提高图像的对比度和清晰度，从而使得图像处理及分析更加准确。
2. 提高检测稳定性：通过稳定的光源，确保在不同时间、不同环境下，被检测对象的图像特征保持一致，提高系统的检测稳定性和可靠性。
3. 突出目标特征：通过选择合适的光源类型、方向和颜色等参数，可以突出被检测对象的特定特征，使得图像处理算法更容易识别和提取这些特征。
4. 减少外部光源干扰：机器视觉光源可以降低对环境光线的依赖，减少外部光源对图像质量的影响，从而提高系统的抗干扰能力。
【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。
机器视觉光源解决方案
机器视觉光源解决方案
《机器视觉光源解决方案》
近年来，随着机器视觉技术的迅速发展，工业生产中对于光源的需求也日益增加。
在机器视觉系统中，选择合适的光源解决方案对于提高成像质量、提升生产效率至关重要。
一种常见的机器视觉光源解决方案是 LED 光源。
LED 具有高
亮度、稳定性好、寿命长等优点，非常适合于机器视觉系统的应用。
同时，LED 光源的波长范围广泛，可以满足不同的成
像需求，例如在检测不同颜色的产品时，可以选择合适的波长的 LED 光源，以确保检测的准确性和稳定性。
另外，激光光源也是一种常见的机器视觉光源解决方案。
激光光源具有小发散角、高能量密度等特点，非常适合于高精度的成像和测量任务。
在一些需要进行精确测量或者定位的应用中，激光光源的应用可以有效提高成像的精度和稳定性。
除此之外，还有一些特殊的机器视觉光源解决方案，例如红外光源、紫外光源等。
这些光源可以用于特定的应用，比如在夜视图像采集中使用红外光源，或者在一些检测任务中使用紫外光源，以提高成像的对比度和清晰度。
总的来说，选择合适的光源解决方案对于机器视觉系统的性能至关重要。
不同的应用场景需要不同的光源，因此在选择机器视觉光源解决方案时，需要充分考虑成像的需求，以及光源的特性和优势，以达到最佳的成像效果。
机器视觉中光源的特点及选择应用
机器视觉中光源的特点及选择应用机器视觉是一种高精度、高速度的自动化检测技术，它的核心是通过图像识别和处理技术，对产品进行检测和质量控制。
而在机器视觉中，光源则是不可或缺的一部分，它能够影响着图像的质量和检测的精度。
本文将从机器视觉中光源的特点以及选择应用两个方面进行探讨。
一、机器视觉中光源的特点1.稳定性机器视觉需要对产品进行连续性的检测，因此光源的稳定性非常重要。
如果光源不稳定，那么会导致图像的质量不稳定，从而影响检测的精度。
2.色温在机器视觉中，色温是一个非常重要的因素。
如果光源的色温不合适，那么会导致图像的颜色不真实，从而影响检测的精度。
因此，在机器视觉中选择合适的色温的光源是非常重要的。
3.亮度光源的亮度也是机器视觉中需要考虑的因素之一。
如果光源的亮度太强或者太弱，都会影响到图像的质量和检测的精度。
因此，在选择光源时需要考虑到亮度。
二、机器视觉中光源的选择应用1.白光源白光源是机器视觉中最常用的光源之一。
它的特点是色温较高，亮度较均匀。
在机器视觉中，白光源常常用来检测表面的缺陷、裂痕、污渍等。
2.红外光源红外光源是机器视觉中一种非常特殊的光源。
它的特点是它可以穿透物体，从而得到物体内部的信息。
在机器视觉中，红外光源常常用来检测电子产品、玻璃制品等内部的缺陷。
3.激光光源激光光源是机器视觉中一种非常特殊的光源。
它的特点是它可以进行非常精确的测量。
在机器视觉中，激光光源常常用来检测金属制品、精密零件等的尺寸、位置等精度要求较高的项目。
总之，机器视觉中光源的特点和选择应用是非常重要的。
只有选择合适的光源，才能够确保机器视觉的检测精度和效果。
机器视觉光源的作用及分类
机器视觉光源的作用及分类一、引言机器视觉技术是近年来发展迅速的一种智能化技术，而光源则是机器视觉中不可或缺的重要组成部分。
本文将详细介绍机器视觉光源的作用及分类。
二、机器视觉光源的作用1. 提供合适的照明条件机器视觉需要适当的照明条件才能够获取高质量的图像数据。
光源可以提供足够亮度和均匀性，使得图像中物体表面反射出来的光线足够强，从而使得图像清晰、鲜明。
2. 提高图像对比度在不同物体表面颜色和材质相同的情况下，由于反射率不同，会导致图像中出现灰度差异较小的问题。
而通过改变光源波长和亮度等参数，可以提高物体表面反射率差异，从而提高图像对比度。
3. 减少环境干扰在实际应用场景中，环境因素如日光、灯光等会对图像采集产生干扰。
机器视觉光源可以通过选择合适波长、强度和方向等参数来减少环境干扰，提高图像质量。
4. 适应不同应用场景不同的应用场景需要不同的光源，例如在检测物体表面缺陷时需要使用红外光源，而在检测电子元器件时则需要使用紫外光源。
机器视觉光源可以根据实际需求进行选择和调整，以满足不同场景下的需求。
三、机器视觉光源的分类1. 白光源白光源是最常用的一种机器视觉光源，可以提供均匀、稳定、高亮度的照明条件。
白光源通常有冷白和暖白两种类型，在不同应用场景下选择合适类型的白光源可以得到更好的效果。
2. 红外光源红外光具有穿透性强、反射率低等特点，在检测物体表面缺陷、薄膜厚度等方面有广泛应用。
红外光通常分为近红外和远红外两种类型，其中近红外波长范围为700nm-1100nm，远红外波长范围为1100nm-3000nm。
3. 紫外光源紫外光具有较短波长、高能量等特点，在检测电子元器件、荧光物质等方面有广泛应用。
紫外光通常分为近紫外和远紫外两种类型，其中近紫外波长范围为200nm-400nm，远紫外波长范围为400nm-3000nm。
4. 激光光源激光光源具有高亮度、高单色性、高直线度等特点，在精密测量、三维成像等方面有广泛应用。
机器视觉中光源的特点及选择应用
机器视觉中光源的特点及选择应用机器视觉是一种通过光学传感器等多种手段来捕捉并分析图像，从而实现自动检测及控制等自动化技术。
在机器视觉中，光源是至关重要的一个因素，光源的优劣与光源的选择将直接影响到图像获取的适宜性、成像质量以及处理效果等方面。
因此，本文将就机器视觉中光源的特点及选择应用进行详细地阐述。
1. 光源的种类在机器视觉中，可用的光源有多种类型，包括荧光灯、氙气灯、钨丝灯、LED灯等。
2. 光源的颜色光源的颜色对于图像的选择至关重要。
根据颜色的温度，可将光源分为冷光源和暖光源。
冷光源比较适合于追求精度和高亮度的应用，而暖光源则更多用于温和的应用以及成像效果对色彩的要求较高的领域。
3. 光源的亮度亮度是光源的一个非常关键的因素，可以通过灯泡的大小体积、功率等来进行调节。
在机器视觉中，光源的亮度决定了图像的清晰度和细节度。
一般来说，在机器视觉的应用中，需要对光源进行定制，以便实现对图像所需的光源强度的精确控制。
4. 光源的形式光源的形式决定了光束的散发结构及其能达到的场景范围。
常见的光源形式有点光源、线状光源及面散光源。
这些不同形式的光源适用不同的应用场景。
5. 光源的选择在进行光源的选择时，需要考虑到以下几个因素：1) 场景条件：光线越暗，光线控制就越需要得到侧重。
2) 对象的表面：不同的表面有不同的反光性，因此选择适宜的光源对于获得明确的成像效果是至关重要的。
3) 采集设备的类型：不同的摄像头有不同的基础要求，因此在进行光源的选择时需要根据采集设备的具体特点进行选择。
总之，机器视觉的光源对于机器视觉的应用以及图像处理有着非常大的影响。
因此在进行机器视觉设计及实践中，需要根据具体的采集目标，从多个角度出发综合考虑各因素，以便获得适宜的成像效果。
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：•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••。
机器视觉系统光源的选择
机器视觉系统光源的选择一、机器视觉光源的种类光源是影响机器视觉系统输入的重要因素，因为它直接影响输入数据的质量和至少３０％的应用效果。
由于没有通用的机器视觉照明设备，所以针对每个特定的应用实例，要选择相应的照明装置，以达到最佳效果。
许多工业用的机器视觉系统用可见光作为光源，这主要是因为可见光容易获得，价格低，并且便于操作。
常用的几种可见光源是白帜灯、日光灯、水银灯和钠光灯。
但是，这些光源的一个最大缺点是光能不能保持稳定。
以日光灯为例，在使用的第一个１００小时内，光能将下降１５％，随着使用时间的增加，光能将不断下降。
因此，如何使光能在一定的程度上保持稳定，是实用化过程中急需要解决的问题。
另一个方面，环境光将改变这些光源照射到物体上的总光能，使输出的图像数据存在噪声，一般采用加防护屏的方法，减少环境光的影响。
由于存在上述问题，在现今的工业应用中，对于某些要求高的检测任务，常采用ｘ射线、超声波等不可见光作为光源。
但是在一般的应用中，LED机器视觉光源逐渐成为主角。
二、LED机器视觉光源特点LED光源有以下几个特点：1、使用寿命长，一万到三万小时左右。
2、LED光源是由很多个LED颗粒摆列组成，可以组成不同形状不同角度的光源。
3、LED颗粒有不同的颜色不同的波长，用户可以根据检测对象的特征选用不同波长的光源，以突出检测特征从而达到理想的效果。
4、稳定性好。
LED光源相对其他光源来说，稳定性大大增强，更加有利于为系统提供高品质的图像。
三、LED光源的照明方式由光源构成的照明系统按其照射方法可分为：背向照明、前向照明、结构光和频闪光照明等。
其中，背向照明是被测物放在光源和相机之间，它的优点是能获得高对比度的图像，LED面光源和平行光源是这样使用的，常用来突出产品的轮廓，比如工件的尺寸测量就是使用这种方法。
前向照明是光源和相机位于被测物的同侧，这种方式便于安装，比如条形光源，同轴光源，环形光源，圆顶光源，线光源等都是使用这样的用法，这是最常用的照明方式。
机器视觉技术的工作原理与应用
机器视觉技术的工作原理与应用机器视觉技术（Machine Vision Technology）是一种通过计算机算法和数学模型实现的视觉检测技术。
它模拟人眼的视觉系统，利用计算机对数据的处理和分析能力，从而对生产过程中的产品进行自动检测、检验和控制。
机器视觉技术已经被广泛地应用在工业自动化、生产制造、质量控制和智能安防等领域。
一、机器视觉技术的工作原理机器视觉技术通过摄像机、光源、影像处理系统等多重设备将图像信息采集为数字信号，以便用计算机进行处理和分析。
首先，摄像机捕获并采集图像信息，将其转换成数字信号。
图像处理系统对该数字信号进行处理和分析，通过算法模拟人类视觉系统和轮廓、颜色、纹理等识别方式，从而对图像进行解析和测量。
最后，计算机将处理后的数据与事先设定的判定条件进行比较，根据判定结果控制设备进行相关操作。
机器视觉技术的工作原理主要包括以下几个方面：1.光源设计原理：在机器视觉系统中，光源是获取高质量图像的关键。
不同的图像需要不同的光源，例如在低照明环境下需要使用强光源。
高质量光源可以改善图像的出现，减少反射和眩光等问题。
2.镜头技术原理：镜头是光学系统中一个重要的组成部分，必须根据不同的物体和环境设计适当的镜头。
不同的镜头有不同的参数，例如视场角、变焦比例、放大比例等。
3.图像采集原理：图像采集是指通过摄像机或者扫描仪等设备将光学信号转换为数字信号。
采集器的工作原理是将场景上的光线反射到面阵传感器上，并将其转化为数字信号，传递到计算机进行处理。
4.图像处理原理：图像处理是机器视觉的核心，它通过计算机算法对采集的图像进行处理和解析。
包括预处理、特征提取、图像分割、目标识别、模型训练和分类等步骤。
预处理过程包括图像稳定、去噪、滤波等操作；特征提取是指从图像中提取出具有分类意义的特征；分割过程是将图像按照不同的特征进行分割；目标识别过程是识别出图像中的目标；模型训练包括特征选择、特征权重、分类器训练等操作；最后通过分类器对目标进行分类。
机器视觉系统之光源的分类
机器视觉系统之光源的分类
光源
机器视觉系统主要由三部分组成：图像的获取、图像的处理和分析、输出或显示。
而图像的获取是机器视觉的核心，图像的获取系统则是由光源、镜头、相机三部分组成。
光源的选取与打光合理与否可直接影响至少30%的成像质量。
所以光源是机器视觉系统中非常重要的一部分。
作用
通过适当的光源照明设计，使图像中的目标信息与背景信息得到最佳分离，可以大大降低图像处理算法分割、识别的难度，同时提高系统的定位、测量精度，使系统的可靠性和综合性能得到提高。
反之，如果光源设计不当，会导致在图像处理算法设计和成像系统设计中事倍功半。
因此，光源及光学系统设计的成败是决定系统成败的首要因素。
照亮目标，提高目标亮度；
突出测量特征，简化图像处理算法；
克服环境光的干扰，保证图像的稳定性，提高图像信噪比；
提高视觉系统的定位、测量、识别精度，以及系统的运行速度；
降低系统设计的复杂度，形成最有利于图像处理的成像效果；
分类
1、环形光源
环形光源提供不同照射角度、不同颜色组合，更能突出物体的三维信息；高密度LED阵列，高亮度；多种紧凑设计，节省安装空间；解决对角照射阴影问题；可选配漫射板导光，光线均匀扩散。
应用领域:PCB基板检测，IC元件检测，显微镜照明，液晶校正，塑胶容器检测，集成电路印字检查
2、背光源
用高密度LED阵列面提供高强度背光照明，能突出物体的外形轮廓特征，尤其适合作为显微镜的载物台。
红白两用背光源、红蓝多用背光源，能调配出不同颜色，满足不同被测。
机器视觉系统中光源有多重要？
上海嘉肯光电科技有限公司:机器视觉光源的研发 机器视觉系统中光源有多重要？光源机器视觉系统主要由三部分组成：图像的获取、图像的处理和分析、输出或显示。
而图像的获取是机器视觉的核心，图像的获取系统则是由光源、镜头、相机三部分组成。
光源的选取与打光合理与否可直接影响至少30%的成像质量。
所以光源是机器视觉系统中非常重要的一部分。
作用通过适当的光源照明设计，使图像中的目标信息与背景信息得到最佳分离，可以大大降低图像处理算法分割、识别的难度，同时提高系统的定位、测量精度，使系统的可靠性和综合性能得到提高。
反之，如果光源设计不当，会导致在图像处理算法设计和成像系统设计中事倍功半。
因此，光源及光学系统设计的成败是决定系统成败的首要因素。
照亮目标，提高目标亮度；突出测量特征，简化图像处理算法；克服环境光的干扰，保证图像的稳定性，提高图像信噪比；提高视觉系统的定位、测量、识别精度，以及系统的运行速度；降低系统设计的复杂度，形成最有利于图像处理的成像效果；分类1、环形光源上海嘉肯光电科技有限公司:机器视觉光源的研发 环形光源提供不同照射角度、不同颜色组合，更能突出物体的三维信息；高密度LED阵列，高亮度；多种紧凑设计，节省安装空间；解决对角照射阴影问题；可选配漫射板导光，光线均匀扩散。
应用领域:PCB基板检测，IC元件检测，显微镜照明，液晶校正，塑胶容器检测，集成电路印字检查2、背光源用高密度LED阵列面提供高强度背光照明，能突出物体的外形轮廓特征，尤其适合作为显微镜的载物台。
红白两用背光源、红蓝多用背光源，能调配出不同颜色，满足不同被测物多色要求。
应用领域:机械零件尺寸的测量，电子元件、IC 的外型检测，胶片污点检测，透明物体划痕检测等。
3、条形光源条形光源是较大方形结构被测物的首选光源；颜色可根据需求搭配，自由组合；照射角度与安装随意可调。
应用领域:金属表面检查，图像扫描，表面裂缝检测，LCD面板检测等。
4、同轴光源同轴光源可以消除物体表面不平整引起的阴影，从而减少干扰；部分采用分光镜设计，减少光损失，提高成像清晰度，均匀照射物体表面。
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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
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根据不同的产品选择合适的光源，有时候 会需要几种光源进行组合照明。
第二章、镜头
第一节：镜头简介
光学镜头相当于人眼的晶状体，在机 器视觉系统中非常重要。
第二节：镜头的基本概念
视野 (FOV)
图像采集设备所能够覆盖的范围，它可以是在监视器上可以见到的 范围，也可以使设备所输出的数字图像所能覆盖的最大范围。
5.机器视觉镜头的畸变率要符合测量标准。直线在 经过透镜成像后会变成弯曲的现象，这就是畸变， 畸变主要有两种，分别为桶形畸变和枕形畸变。 畸变的存在是具有普遍性的，目前也没有能完全 消除的手段，所以能将畸变率控制在一个水平上 就算是合格了。
分辨率
测量系统能够重现的最小的细节的尺寸常 常用每毫米线对来表示，也就是根据这个 镜头能够分辨一毫米内多少对直线。选择 镜头的时候必须注意厂商给出的分辨率的 定义方式。
焦距
焦距是像方主面到像方焦点的距离。如 16mm， 25mm，35mm等。
成像面
可以在镜头的像面上清晰成像的物方平面。
光源是一个视觉应用开始工作的第一步，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。
使用光源的目的：光源并不是简单的照亮物体而已。 1.光源与照明方案的配合应尽可能地突出物体特征量； 2.将待测区域与背景明显区分开，增加对比度，消隐不感 兴趣的部分； 3.增强待测目标边缘清晰度； 4.保持足够的整体亮度； 5.物体位置的变化不应该影响成像的质量。
第四节：光源选择的注意事项
影响因素： 1.相机光谱响应特性； 2.LED的颜色、反光角度、亮度、寿命等； 3.物品形状与LED形状； 4.打光方式； 5.辅助手段（偏光镜、滤光镜、漫反射板等）
机器视觉光源概述、对光源的要求
机器视觉光源概述、对光源的要求一、机器视觉光源概述、对光源的要求机器视觉是一项综合技术，包括图像处理、机械工程技术、控制、电光源照明、光学成像、传感器、模拟与数字视频技术、计算机软硬件技术(图像增强和分析算法、图像卡、IO卡等)。
一个典型的机器视觉应用系统包括图像捕捉、光源系统、图像数字化模块、数字图像处理模块、智能判断决策模块和机械控制执行模块。
一个典型的工业机器视觉系统包括:光源、镜头（定焦镜头)、变倍镜头、远心镜头、显微镜头)、相机(包括CCD相机和COMS相机)、图像处理单元(或图像捕获卡）、图像处理软件、监视器、通讯Ⅰ输入输出单元等。
二、为什么要使用光源?目的:将被测物体与背景分离，获取高质量、高对比度的图像，好的光源可以很大程度上减少无关的背景信息，突出被测物体的特征。
重要性:直接影响处理精度和速度，甚至机器视觉系统的成败，优秀的打光工程能够降低算法开发的难度。
三、机器视觉对光源的要求(1)对比度:给被检测物体打光的根本目的就是提高缺陷与背景的对比度，将缺陷凸显出来，便于机器视觉算法进一步处理。
它是光源选择的最重要参考之一。
(2)均匀性;不均匀的照明会给后期的图像处理带来诸多不便，甚至会使得采集的图像变得没有处理的价值。
例如光滑的零件会产生镜面反射，因此会在其表面产生耀眼的光斑，如果缺陷刚好被光斑覆盖，就会出现漏检或者误检的情况。
(3)亮度:亮度太大的话，缺陷可能会被淹没，亮度太小，缺陷的对比度可能也会不明显，打光也就失去了原有的意义，所以要合理选择光源的亮度。
(4)稳定性:是指光源在一个时间范围之内稳定的发光。
(5)成本与寿命:价格很高的不一定是最合适的，也不一定承受的起。
光源的使用寿命越长越好，一来可以减少开支，二来可以减少更换光源带来的系统调整。
四、光学基础光：可见光的色散谱根据波长依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。
对应的波长（频率)在下表列出。
绿光波长为500-560nm，黄色波长为580-595nm。
机器视觉光源选择方法
辅助手段
偏振片：光线在非金属表面的反射是偏振光，借助于偏振片可以有效的消除 物体的表面反光。同时，偏振片在透明或半透明物体的应力检测上也有很好 的应用。 漫射片：漫射片是机器视觉光源中比较常见的一种光学器件，它可以使光照 变得更均匀，减少不需要的反光。 光纤：光纤可以将光束聚集于光纤管中，使之想水流一样便于光线的传输， 为光源的安装提供了很大的灵活性。
3、同轴光在安装时尽量不要离目标太高，越高，要求选用的同轴光越大， 才能保证才均匀性；
平行同轴光选型要领：
光源选择要领
1、平行同轴光光路设计独特，主要适用于检测各种划痕； 2、平行同轴光与同轴光表现的牲点不一样，不能替代同轴光使用； 3、平行同轴光检测划伤之类的产品，尽量不要选择波长长的光源；
其他光源选型要领：
2、条光长度能够照明所需打亮的位置即可，无须太长造成安装不便，同 时也增加成本,一般情况下，光源的安装高度会影响到所选用条光的 长度，高度越高，光源长度要求越长，否则图像两侧亮度传经比中间 暗；
3、如果照明目标是高反光物体，最好加上漫射板，如果是黑色等暗色不 反光产品，也可以拆掉漫射板以提高亮度；
环光选型要领：
其他因素
市场上各种机器视觉光源越来越多，如何选择一款适合项目需求的光源产 品，是摆在很多应用工程师面前的一个难题。这个问题本身很难总结出一个千 篇一律的结论，我们这里只是提出一些需要加以注意的地方供大家参考。
u光源设计
主要包括光源设计的是否合理，视场内光照是否均匀，扩展性（可否加装漫射板，偏 光镜等）是否良好，安装是否方便等。
u产品质量
产品质量问题是我们尤其需要关注的问题。它包括芯片的使用寿命，亮度衰减快慢， 色温范围，发光均匀性，散热合理性等问题。
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为何要使用光源
机器视觉系统的关键是图象的数据采集和处理，图象自身的成像品质对整体视觉系统极其关键。
光学光源则是影响机器视觉系统成像品质的关键要素，许多光源和照明效果对视觉辨别影响是非常大的。
按照适当的光源照明设计，使图象的目标信息与背景信息取得最佳的分离处理，能够大幅度降低图象处理算法分割、分辨的难度系数，与此同时提升系统的定位、测量精度，让系统的可靠性和综合型能取得提升。
相反，假如光源设计不合理，会造成在图象处理算法设计和成像系统设计中事半功倍。
因而，光源及光学系统的设计的成功与失败是决定系统成功与失败的主要是要素。
在机器视觉系统中，光源的作用：
1，照明目标，提升目标亮度；
2，形成最有利于图象处理的成像效果；
3，解决坏境光的影响，确保图象的稳定性能；
4，用以測量的工貝和参照。
光源的归类
在机器视觉里的光源主要指的是人造的光源，是人为的将多种形式的能量（热能、电能、化学能）转换成光辐射的器件。
人工光源通常可分成下面几大类：热辐射光源、气体放
电光源、固体发光光源、激光器。
发光二极管（LED）光源做为一类新式的半导体发光材料，在寿命和稳定性能上有着十分明显的优势。
下面以目前被普遍使用的LED光源重点详细介绍。
#条型光源
条型光源特性：
>>LED均成直线或其组合排列，照度高，光源指向性强，照明效果也符合直线型规律或其叠加。
>>采用特殊光学透镜，有效的改变LED照射角度。
>>采用标准模具成型、拼接安裝，结构稳定
>>可选漫射版导光，光线均匀分布。
>>尺寸、颜色能够按照具体要求定制。
应用场合：可用以电子元件分辨与缺陷检测；文字内容、外形分辨等；
#环形光源
环形光源分成垂直照射环形光源，角度照射环形光源，
低角度环形光源，无影环形光源。
垂直照射环形光源的特性：
>>用高亮度LED高密度安裝，提拱红、绿、蓝、白、红外、紫外等颜色；
>>照明范围比较大，光照均匀分布性好，适用比较大范
围照明；
>>可用以底基和线路板定位、晶片部件的检测等。
角度照射环形光源的特性：
>>用超高亮度LED高密度安裝，提拱红、绿、蓝、白、
红外、紫外等颜色；
>>在一定的工作距離下，光束聚集亮度高，均匀分布性好，照射范围相对来说较小；
>>用以塑胶容器检测、工件螺孔定位、标签检测、管脚、集成电路印子检测等类似用途。
>>用以文字内容外形分辨和缺陷检测。
低角度环形光源的无影环形光源。
垂直照射环形光源的特征：
>>用高亮度LED高密度安裝，提供红、绿、蓝、白、红外、紫外等顏色；
>>照明面积比较大，光照均匀分布性好，适用比较大面
积照明；
>>可用于底基和线路板定位、晶片部件的检查等。
角度照射环形光源的特征：
>>用超高亮度LED高密度安裝，提供红、绿、蓝、白、
红外、紫外等顏色；
>>在一定工作距離下，光束集中亮度高，均匀分布性好，照射面积相对性较小；
>>用于塑胶容器检查、工件螺孔定位、标签检测、管脚、集成电路印子检测等类似用途。
>>用于文字形状识别和缺陷检测。
低角度环形光源的特征：
>>用超高亮度LED进行水平照射，提供红、绿、蓝、白、红外、紫外等顏色；
>>低角度照射光照明对表面凹凸表现力强，非常适用晶
片或是玻璃底基上的伤痕检测，刻印文字的读取、工件
外缘轮廓提取、刮痕检测等。
无影环形光源的特征：
>>采用超高亮度LED进行光线垂直照射，提供红、绿、蓝、白、红外、紫外等顏色；
>>漫反射二次光源，光照均匀分布，无影效果，对镜面
反射体如晶片或玻璃基底上的伤痕检测，金属表面检测
效果比较突出。
#背光源
背光源的特征：
>>采用超高亮度LED进行正面垂直照射，提供红、绿、蓝、白、红外、紫外等顏色；
>>经过特殊导光材料优化光路，平行性好；
>>适合外观检测，或是尺寸测量；
>>可安裝于底部背光源和侧部背光源表面；
#同轴光源
同轴光源的特征：
>>采用特殊照明设计，达到高均匀分布性；
>>特殊导热材料，散热好，稳定性高；
>>采用分镜头，提供优质光学效果；
广泛用于半导体、PCB板、以及金属零件的表面成像检测，具有很好的均匀分布性，对光洁表面上的异常特征成像比较突出，表现力好。
#点光源
点光源的特征：
>>采用大功率LED，顏色可选，体积小，发光强度高；>>可组合采用做主要照明或是补光照明；
>>光钎卤素灯的代替品，可配合同轴镜头代替同轴光采用。
光源的类别多种多样，可以按照不一样的需求使用不一样的光源设计，达到最好的照明成像效果，从而达到最好的检测效果。