机器视觉照明光源技术要点分析
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。
机器视觉光源选择方法
机器视觉光源选择方法随着机器视觉技术的不断发展，光源的选择越来越重要。
在机器视觉应用中，光源的选择直接影响到图像的质量和识别率。
因此，如何选择适合的光源成为了机器视觉应用中不可忽略的一环。
一、光源的种类常见的机器视觉光源有：白光、红外线、激光等。
其中，白光光源是最常用的光源，可以满足大部分机器视觉应用的需求。
而红外线光源则适用于一些特殊场合，如在黑暗环境下进行图像采集。
激光光源则适用于高精度测量和三维成像等领域。
二、光源的选择原则1. 光源亮度要足够光源亮度足够是保证图像质量的前提。
如果光源亮度不足，会导致图像过暗、噪点过多等问题，影响图像的识别率。
因此，在选择光源时，要确保光源亮度足够。
2. 光源颜色要合适光源颜色是影响图像色彩的重要因素。
在机器视觉应用中，要根据不同的应用场景选择合适的光源颜色，以保证图像的色彩准确性。
比如，在检测红色产品时，应选择波长较短的光源，而在检测蓝色产品时，则应选择波长较长的光源。
3. 光源角度要合适光源角度是影响图像亮度和对比度的因素。
在机器视觉应用中，应根据不同的产品和检测要求选择合适的光源角度，以达到最佳的图像效果。
一般来说，光线垂直于被测物体的表面，可以得到最佳的图像效果。
4. 光源稳定性要好光源稳定性是影响图像质量的重要因素之一。
如果光源不稳定，会导致图像的亮度和对比度变化，影响图像的识别率。
因此，在选择光源时，要选择稳定性好的光源，以保证图像的稳定性和准确性。
三、常见的光源选择方案1. 均匀光源均匀光源是一种常见的光源选择方案。
它可以提供均匀的光照，使得被测物体的表面亮度均匀，并且可以减少表面反射和阴影的影响。
均匀光源适用于需要进行表面检测和缺陷检测的场合。
2. 点光源点光源是一种局部光源，可以提供高亮度的光照，使得被测物体的表面反射更强。
点光源适用于需要进行形状和尺寸检测的场合。
3. 环形光源环形光源是一种环形状的光源，可以提供均匀的光照，同时可以减少阴影的影响。
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5-工业光源
工业光源介绍
• 典型的照明案例-低角度正光
光线从侧面以很低的角度打向待测物体，平面的 部分因为反光形成暗场，而不平整的部分，光的 反射杂乱会进入 相机，形成亮区域。多用于有一 定高低起伏的轮廓特征的提取。
工业光源介绍
工业光源介绍
工业光源介绍
工业光源介绍
工业光源介绍
工业光源介绍
• 典型的照明案例-无影照明
工业光源介绍
• 照明的基本原理
获得一副图像就是通过感光芯片去捕获进入的光线， 进入的光线越多，获得的图像越亮。
直射光：光线直接摄入相机，背遮挡的地方会形成黑色剪影。 反射光：照射到物体上会形成反射进入相机。反射光又分镜面反射 和漫反射。
直射
镜面反射
漫反射
工业光源介绍
பைடு நூலகம்
• 光源的基本种类
环形光
条形光
工业光源介绍
工业光源介绍
工业光源介绍
• 典型的照明案例-红外与紫外
红外
紫外
红外光源有很强的穿透性，能穿透较薄 的塑料、液体和纺织物。但无法穿透金 属物体。常用于金属物体探测。
紫外光源有很好的荧光效应和散射效应。 但波长较短的紫外光对人体会有伤害， 因此在食品行业和某些特殊应用场合。
因为红外和紫外是不可见光，不会因为LED的强光刺激人眼。
工业光源介绍
工业光源介绍
工业光源介绍
• 典型的照明案例-高角度正光
光线从正上方打向待测物体，平面的部分会反光 形成明场，而高低起伏的部分，光会发散，进不 了 相机，形成暗区域。多用于细节的观察和表面 高低不平的伤缺、划痕。
小提示：正面高角度打光的均匀性调节有一定的难度。成像的效 果靠的是反光特性，不同材质的物体，反光特性差异很大。
【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。
机器视觉及其应用技术 第2版 项目2 光源系统的认知与选择
前光源
高角度：明场照明 低角度：暗场照明
前光源
背光源
特点：背光源与前光源在放置位置上刚好相反，放置于待测物体背面，能充分突出待测物体的轮廓信息。
背光源照射下齿轮图片
环形光源
特点：能为待测物体提供大面积均衡的照明。可大大减少阴影、提高对比度。但应用距离不合适时会造 成环形反光现象。
亮
热多，持续光
5000~7000
较亮
发热少，较便宜
任务2 • 任务2：手机电池尺寸测量中光源的选择
普通面光与平行面光比较
练一练
• 取一带倒角物体，分别用普通面光和平行面光照明，观察图像效果
手机电池取相效果
谢谢观看~
总结应用场合
几种典型光源
几种典型光源特性比较
光源 卤素灯
颜色 白色，偏黄
荧光灯
白色，偏绿
LED灯
红、黄、绿、白蓝
氙灯
白色，偏蓝
电致发光管 由发光频率决定
寿命/h 5000~7000 5000~7000
发光亮度 很亮
特点 发热多，较便宜
亮
较ห้องสมุดไป่ตู้宜
6000~100000
较亮
固体，能做成很多形状
3000~7000
环形光源
蓝色环形光源应用
环形光源
环形光源应用
点光源
特点：结构紧凑，能够使光线集中照射在一个特定距离的小视场范围。
点光源
• 点光源应用
几种不同照明技术
练一练
• 分别取直射光与漫射光，分别照射同一物体，观察图像效果。 • 取一枚硬币，用高角度和低角度光源进行照明，观察图像效果差
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。
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。
机器视觉中的绿色光源技术
机器视觉中的绿色光源技术一、引言近年来，随着机器学习和深度学习技术的发展，机器视觉技术得到了快速的发展。
机器视觉技术中的绿色光源技术是研究人员广泛关注的一个领域。
本文将围绕机器视觉中的绿色光源技术展开深入的探讨。
二、机器视觉中的绿色光源技术简介1. 绿色光源技术的背景机器视觉中的绿色光源技术是一种利用绿光的反射或透射来提高图像的质量的技术。
该技术基于传统的白光漫反射原理，通过绿光的特殊波长来增强对物体表面纹理、形状和深度的分析和识别能力，提高图像的对比度和清晰度。
绿色光源技术在机器人视觉、工业自动化、数字编码、三维重建等方面都有广泛的应用。
2. 绿色光源技术的原理机器视觉中的绿色光源技术依赖于绿光的特殊性质，绿光的波长在550-570nm之间，可以穿透空气和水，具有强烈的透射性和深度感知能力。
在机器视觉应用中，设备会通过绿色光源照射对物体进行扫描，然后根据绿色光线的反射或透射特性来分析物体表面的纹理、形状和深度信息。
这种方法可以减少光照强度不足和波长干扰等问题，从而提高了识别和测量的精度和可靠性。
3. 绿色光源技术的应用机器视觉中的绿色光源技术广泛应用于测量、检测、三维重建、物体识别、在线质量控制等领域。
在产品资料管理系统、3D扫描、数字编码等方面，绿色光源技术可以提高自动化的准确度和效率。
在数字化制造流程中，绿色光源技术也能够实现高度自动化和工业4.0相关的目标。
三、机器视觉中的绿色光源技术的关键技术1. 光源选择在机器视觉中，选择合适的绿色光源至关重要。
目前市面上的绿色光源有多种，其中LED光源、激光光源是比较常用的。
LED光源具有高亮度、低功率等特点，不会产生热效应，适合长时间稳定工作。
激光光源具有高光强、高方向性、小空间角等特点，适合进行高精度的测量和检测。
2. 激光抗干扰技术机器视觉中的绿色光源技术在工业环境中可能会受到干扰，比如周围背景光的波长、强度都可能对识别和测量产生影响。
因此，绿色光源技术需要具备一定的抗干扰能力。
机器视觉的关键技术
机器视觉的关键技术机器视觉的关键技术典型的工业机器视觉系统一般包括如下部分：光源，光学成像系统，图像捕捉系统，图像采集与数字化，智能图像处理与决策，控制执行模块等。
1、光源照明系统是机器视觉系统最为关键的部分之一，直接关系到系统的成败。
但是目前尚没有一个通用的机器视觉照明设备，因此针对每个特定的案例，要设计合适的照明装置，以达到最佳效果。
好的光源通常具有如下特点：尽可能突出物体的特征量，在物体需要检测的部分与那些不重要部分之间尽可能产生明显的区别，增加对比度；保证足够的整体亮度和稳定性；物体位置的变化不应该影响成像的质量。
在机器视觉应用系统中一般使用透射光和反射光。
光源设备的选择必须符合所需的几何形状。
同时，照明亮度、均匀度、发光的光谱特性要符合实际的要求，而且还要考虑光源的发光效率和使用寿命。
LED光源因其显色性好，光谱范围宽，能覆盖可见光的整个范围，且发光强度高，稳定时间长，近年来随着LED制造工艺和技术的不断发展成熟，价格逐步降低，其在机器视觉领域正得到越来越广泛的应用。
2、光学镜头光学镜头是机器视觉系统中必不可少的部件，直接影响成像质量的优劣，影响算法的实现和效果。
光学镜头一般称为摄像头或摄影镜头，简称镜头。
其功能就是光学成像。
根据被测目标的状态应优先选用定焦镜头。
镜头选择应注意：焦距、目标高度、影像高度、放大倍数、影像至目标的距离、中心点等。
当然，镜头与摄像机的安装接口也是应考虑的一个重要因素。
3、CCD摄像机及图像采集卡CCD摄像机及图像采集卡共同完成对目标图像的采集与数字化。
CCD摄像机由于其具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点而得到了广泛的使用。
CCD摄像机按照其使用的CCD器件可以分为线阵式和面阵式两大类。
线阵CCD摄像机主要用于检测条状、筒状产品。
目前在机器视觉系统中，以面阵CCD的应用居多。
4、图像信号处理技术图像信号的处理是机器视觉系统的核心。
视觉信息的处理技术主要依赖于图像处理方法，它包括图像变换、数据编码压缩、图像增强复原、平滑、边缘锐化、分割、特征抽取、图像识别与理解等内容。
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
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 —
机器视觉光源选择
做机器视觉，一定会涉及到光源，它在机器视觉中有重要的作用，直接影响到图像的质量，进而影响到系统的性能。
所以我们说光源起到的作用：就是获得对比鲜明的图像。
图像的质量好坏，也就是看图像边缘是否锐利,具体来说：1、将感兴趣部分和其他部分的灰度值差异加大2、尽量消隐不感兴趣部分3、提高信噪比，利于图像处理4、减少因材质、照射角度对成像的影响图像的边缘锐利程度对比常用的有LED光源、卤素灯（光纤光源）、高频荧光灯。
先简单介绍一下后面两种。
卤素灯也叫光纤光源，因为光线是通过光纤传输的，适合小范围的高亮度照明。
它真正发光的是卤素灯炮，功率很大，可达100多瓦。
高亮度卤素灯炮，通过光学反射和一个专门的透镜系统，进一步聚焦提高光源亮度。
卤素灯还有一个名字叫冷光源，因为通过光纤传输之后，出光的这一头是不热的。
适合对环境温度比较敏感的场合，比如二次元量测仪的照明。
但它的缺点就是卤素灯炮寿命只有2000小时左右。
高频荧光灯，发光原理和日光灯类似，只是灯管是工业级产品，并且采用高频电源，也就是光源闪烁的频率远高于相机采集图象的频率，消除图像的闪烁。
适合大面积照明，亮度高，且成本较低。
但需要隔一定时间换灯管一定要进口的才过关，国内的高频做的不行，老有闪烁，国外最快可做到60KHz。
相对来说，目前LED光源最常用。
主要有如下几个特点：1、使用寿命长，10000-30000小时。
2、由于LED光源是采用多颗LED排列而成，可以设计成复杂的结构，实现不同的光源照射角度。
3、有多种颜色可选，包括红、绿、蓝、白，还有红外、紫外。
针对不同检测物体的表面特征和材质，选用不同颜色，也就是不同波长的光源，达到理想效果。
下面我们具体讨论以下LED光源的分类。
LED光源可以分为2大类：一类是正面照明，一类是背面照明。
正面照明用于检测物体表面特征，背面照明用于检测物体轮廓或通明物体的纯净度。
正面光源按照光源结构分，有环形灯、条形灯、同轴灯和方形灯。
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机器视觉照明光源技术要点分析
摘要：目前，机器视觉技术已经广泛应用在各种领域。
照明光源在机器视觉系统中非常关键，它直接关系着原始图像的质量，进而影响机器视觉系统的整体处理效果。
基于此，本文首先介绍了机器视觉照明光源系统的发展现状，接着介绍了其照明光源，然后研究了机器视觉照明技术，最后展望了LED照明光源技术。
关键词：机器视觉；照明；光源；要点
机器视觉系统通过相机及摄像机等进行目标图像信号的采集，并利用图像处理软件处理目标图像信号，通过计算机实现对目标的跟踪、检测、识别及判断，最终检测出产品缺陷。
在机器视觉系统中，程序算法和图像质量会影响其质量和处理速度，其中图像质量主要由摆放物体的位置、目标表面情况及光源来决定。
优质的光源可以将目标突出，有助于计算机对高质量图像的分析和处理。
所以，照明光源技术直接影响着机器视觉系统的正常运行。
１介绍机器视觉光源技术的发展
自上世纪中期，人们提出了机器视觉概念，但是直至1985年，随着图像处理技术的发展，机器视觉技术才开始真正发展起来。
进入21世纪后，随着机器视觉技术在各种设备及生产线中的广泛应用，一些厂商才逐渐意识到在生产效率和产品质量的提高方面，机器视觉检测技术的重要性，从而机器视觉技术开始迅速发展。
当下，中国的机器视觉企业已达到300多家，机器视觉系统的专业集成商有60多家，涵盖了各种机器视觉相关产品。
近年来，人们逐渐认识到了在机器视觉系统中，照明光源的重要性，国内外已经涌现了一些专门进行机器视觉照明光源开发的企业。
相较于我国，国外已经具有成熟的机器视觉照明光源技术，比如日本的CCS企业制作的LED光源已广泛应用于各个领域。
美国的AI企业应用其先进的机器视觉照明光源技术，已经实现了对机器视觉系统的完善。
他们的光源各有所长，日本的精致小巧，而美国的结实耐用。
现在，我国的机器视觉光源代表制造商有上海纬朗与东莞康视达及OPT等，它们主要引入国外产品类型，并结合用户要求，开发部分专用产品。
总之，目前机器视觉光源已经进入了快速发展阶段。
2 机器视觉照明光源
理想的光源应具有稳定、均匀、明亮的特点。
但是光源种类繁多，可根据发光器件将其划分为LED灯、卤素灯、氙灯及荧光灯等。
目前LED光源是发展导向。
它具有体积小、功耗低、发光效率高、发光稳定、寿命长、响应速度快及易形成各种形状的光源等优点。
LED光源是本世纪的第四代光源，逐渐替代了白炽灯和荧光灯等传统光源。
LED借助其独特的优点，被广泛应用在景观照明、信号灯、显示屏及指示灯等各个领域，已经深入到人们的日常生活中。
因为通过发光装置、硅和摄像机的光谱响应，获得的光谱范围中，红外区域是其最有效的能量转换区域，故大部分固态相机都选择响应光谱中的近红外区域，所以，红外LED光源能用作其照明光源。
最近，人们正在深入研究半导体发光材料，不断开发和应用新材料，及完善LED制造工艺，研发出了颜色种类繁多、超亮的LED光源，其发光效果增强了约一千多倍，而且能显示出所有的颜色种类，而最关键的是这种超亮的白光LED，使LED应用领域有可能跨越到高效照明光源行业。
3 研究机器视觉照明光源技术
机器视觉照明旨在利用合适的光源，将光线射向被测物体，使背景和被测部分的对比突显出来。
通过优质的照明，可以提高系统的整体分辨率，精简软件运算，使系统稳定性和精度得以提高；照明不适合时，则会出现许多问题，例如曝光过度、花点及眩光等，进而会造成许多重要信息被隐藏；阴影会导致边缘误检；均匀性不好、信噪比不高则会给图像阈值选择带来困难，降低系统稳定性等。
对于照明方案的选择，应综合考虑各方面的因素，如光源的强度、类型及颜色、光源控
制方式、发光器件及工作距离等。
相关资料显示，针对不同的检测目标，一般需要相应的采用不一样的照明方式，得到的
特征才可能理想，有时甚至还应对光源方式进行组合，才可以获得理想的特征，所以，除了
学习理论知识外，还需要不断积累经验。
可以将机器视觉照明光源技术划分为以下几种：
（1）前向照明光源技术。
通过该技术，将相机和照明光源置于被测量目标的同一侧，
以便清晰地探照物体表面的细节情况，对划痕及缺陷等进行检测。
前向照明光源一般包括四
面可调光源、线型光源、点光源、环形光源及条形光源等。
它常用于检查有纹理的表面及平面，按照安装位置，可将其划分为高、低角度照明光源。
（2）背向照明光源技术。
通过该技术，在被测量目标后面，放置照明光源，同时在被
测量目标前面，放置相机。
背向照明光源一般有高亮背光源、平行背光源及均匀背光源。
这
种技术常用于进行透明物内部情况的观察或不透明物体形成阴影。
它不同于其他照明，是一
种以高亮光源为背景，以黑暗目标为特征的奇特照明方式，具有特别突出边缘的优点，但却
无法观看表面细节情况。
（3）结构光照明光源技术。
通过该技术，采用一定的结构，将光线投射到被照目标上，提供所需照明，一般应根据结构光路确定出被测量目标的三维信息。
结构光照明光源一般有AOI光源、栅格光源及网格投射光源等，它是一种能够凸显被测物体三维信息的光源。
近些年来，在机器视觉行业中，涌现出了很多标准光源，如同轴光源、环形光源及条形
光源等。
在设计机器视觉光源的过程中，应重视均匀性、电流、电压、散热及强度等设计。
而对视觉光源的质量来说，其中的电流、电压及散热设计非常关键。
4 问题和展望
目前，LED光源已经成为机器视觉照明系统中的主流光源，但是在其使用的过程中，却
还有部分问题需要解决：
4.1 照明均匀性
LED灯珠的排列及质量一致性还有亮度等影响了照明的均匀性。
可以通过选用同一批次、严格测试其光亮度、光源衰减速度、稳定性及均匀度来提高一致性，并开发专门用于仿真和
优化灯珠的亮度及排列的软件。
4.2 散热问题
对于高速度、高精度的检测，必须使用高亮度的光源，而高亮度却会产生高发热量，会
致使光衰快而缩短光源寿命。
所以，应进行如下处理：选用的材料散热性能好；改进散热设计、适当增大散热面积；实施强制风冷或增添水冷系统。
另外，基于对散热系统的完善，还
应控制元件发热量，在能耗相同的前提下，使热能尽量转变为光能，选择电光效率更高、材
质更优的LED组件等。
4.3 控制器的控制能力及通用性
不同光源的性能不同，所以其控制器必须和它配套，从而提高了视觉系统的成本投入。
随着现代光源技术的快速发展，控制器必须具备分区控制或单独控制光源灯珠的能力，所以
未来控制器必须增强其控制能力与通用性。
4.4 开发通用性
基于对控制仪器和光源质量的保证，视觉系统还应单独进行布局光源的方法以及发光形状和颜色的选择。
照明和有关视觉系统常常一起销售，致使其灵活性和通用性不高。
所以，应加强研究开发照明系统通用性的力度。
5 结语
在机器视觉系统中，照明光源的作用非常重要，它极大地影响着机器视觉系统以及涉及机器视觉技术相关领域的发展，所以应重视其照明光源技术的研究。
此外，通过解决LED光源中现存的问题，能促进其发展和应用。
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