机器视觉之相机选择彩色还是黑白浅论

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。

换个角度看视界,机器视觉光源颜色选择之攻略

换个角度看视界,机器视觉光源颜色选择之攻略在机器视觉系统中，光源具有非常重要的作用，选择合适的光源成为决定整个系统成败的关键因素，光源的主要目的就是将被测物体与背景尽量明显分别，获得高品质、高对比度的图像。

下面中国机器视觉商城带您了解一下机器视觉光源颜色的选择攻略：一般情况下，如果使用黑白相机，又对被测物体的颜色选择没有特殊的要求，红色是比较合适的选择。

因为红色LED寿命长、稳定、价格低廉，更重要的是红色LED的波长更接近传感器的灵敏度峰值，而通常的CCD对紫色、蓝色的光敏感程度没有红光强。

如果进行彩色成像，则通常考虑使用白色光源。

白色LED光源的制造有几种方法，一种是使用白色LED制造，发光管内部有蓝色发光芯片与受到激发后发出黄色的荧光粉，发出的光按一定比例叠加到一起，看起来形成了白色，这是最为常见的形式。

另一种方法是使用红绿蓝三种不同颜色的LED，按某种顺序或方式在光源上进行排列，并分别控制每种颜色的度，使用相对方便。

此种方法通常使用四个单色RGGB颗粒进行排列，所以其中的绿色分量通常会比较足，之所以多加一个绿色的G通量，是因为人眼对绿色光源（波长555nm）最敏感。

机器视觉应用中应注意目标颜色与光源颜色的搭配，我们看到某个物体成某种颜色，是因为其反射了对应的光谱。

我们拍摄物体时，如果要将某种颜色打成白色，那么就得使用与此颜色相同或相似的光源（光的波长一样或接近），而如果要打成黑色，则需要选择与目标颜色波长差较大的光源。

彩色图像中，除了黑色、灰色不明显，其它如白色、紫色、蓝色、绿色、黄色、橙色、红色、棕色都很明显，色彩饱满艳丽。

多色排线在白色光源下的黑白相机大尺度成像，可以发现其中的白色、黄色、绿色、橙色较明亮，说明相机对这些波长比较敏感。

在红光下成像时，白、红、橙、黄几种颜色比较明显，其它的颜色都很暗，说明红光照射物体时，物体本身有红色分量时，才能反射红光，在黑白相机下表现为红色特征。

而在绿色光源下，则白色、绿色、黄色表现明亮，其它较暗淡。

机器视觉中用的工业相机与普通相机的区别

机器视觉中用的工业相机与普通相机的区
别
机器视觉系统就是利用机器代替人眼来作各种测量和判断。

机器视觉相机的目的是将通过镜头投影到传感器的图像传送到能够储存、分析和(或者)显示的机器设备上。

作为机器的“眼睛”,相机占据非常重要的地位。

按照不同标准可分为标准分辨率数字相机和模拟相机等。

根据不同的实际应用场合选不同的相机和高分辨率相机线扫描CCD和面阵CCD;单色相机和彩色相机。

那么工业相机和我们日常生活中用的普通相机有什么区别呢?
1、工业相机的快门时间非常短,可以抓拍快速运动的物体,工业相机的快门时间般都是微秒级的,配合光源、频闪控制器以及全屏曝光,可以有效解决拖影等问题。

2、工业相机的拍摄速度远远高于一般相机。

工业相机每秒可以拍摄十幅到几百幅甚至更多的图片,而一般相机只能拍摄2-3幅图像,相差甚远。

3、工业相机的图像传感器是逐行扫描的,而一般摄像机的图像传感器是隔行扫描的,甚至是隔三行扫描的。

逐行扫描的图像传感器生产比较困难,成品率低,出货量也少,例如Dalsa、avt等,价格相对比较昂贵。

4、工业相机输出的是裸数据,其光谱范围也往往比较宽,比较适台进行高质量的图像处理算法,普遍应用于机器视觉系统中。

而一般相机(DSC)拍摄的图片,其光谱范围只适合人眼视觉,并且经过了MPEG压缩,图像质量也较差。

由于工业相机区别于普通相机的技术优势,工业相机更多的应用到各大领域中。

工业相机的选型规则

工业相机的选型规则工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件，其最本质的功能就是将光信号转变成AFT-808小型高清工业相机为有序的电信号。

选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节，相机不仅是直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等，同时也与整个系统的运行模式直接相关。

在机器视觉系统应用中，工业相机、工业镜头、图像采集卡、机器视觉光源、机器视觉系统平台软件，在选择过程中存在很多问题，那么今天就工业相机、工业CCD摄像头的选择，给大家介绍一些经验。

1、选择工业相机的信号类型工业相机从大的方面来分有模拟信号和数字信号两种类型。

模拟相机必须有图像采集卡，标准的模拟相机分辨率很低，一般为768*576，另外帧率也是固定的，25帧每秒。

另外还有一些非标准的信号，多为进口产品，那么成本就是比较高了，性价比很低。

所以这个要根据实际需求来选择。

另外模拟相机采集到的是模拟信号，经数字采集卡转换为数字信号进行传输存储。

模拟信号可能会由于工厂内其他设备（比如电动机或高压电缆）的电磁干扰而造成失真。

随着噪声水平的提高，模拟相机的动态范围（原始信号与噪声之比）会降低。

动态范围决定了有多少信息能够被从相机传输给计算机。

工业数字相机采集到的是数字信号，数字信号不受电噪声影响，因此，数字相机的动态范围更高，能够向计算机传输更精确的信号。

2、工业相机的分辨率需要多大。

根据系统的需求来选择相机分辨率的大小，下面以一个应用案例来分析。

应用案例：假设检测一个物体的表面划痕，要求拍摄的物体大小为10*8mm,要求的检测精度是0.01mm。

首先假设我们要拍摄的视野范围在12*10mm,那么相机的最低分辨率应该选择在：(12/0.01)*(10/0.01)=1200*1000,约为120万像素的相机，也就是说一个像素对应一个检测的缺陷的话，那么最低分辨率必须不少于120万像素，但市面上常见的是130万像素的相机，因此一般而言是选用130万像素的相机。

彩色与黑白摄影的比较与选择

彩色与黑白摄影的比较与选择摄影作为一门艺术与记录生活的方式，常常被用来表达情感、传递信息或者展示美。

在摄影的世界里，彩色摄影与黑白摄影是两种常见的表现形式，在不同的情境下各有其独特的魅力。

本文将就彩色摄影与黑白摄影进行比较与选择，帮助读者更好地理解并运用于实践。

一、彩色摄影彩色摄影是指通过记录场景或者主题中的各种颜色来表达。

相较于黑白摄影，彩色摄影可以更真实地还原人眼所见的世界，丰富而多彩。

在具体应用中，彩色摄影常常用于记录自然风光、人物肖像、时尚摄影等。

优点：1. 真实还原：相较于黑白摄影，彩色摄影更贴近人眼所见，可以以丰富的色彩还原场景或者主题的真实性。

2. 丰富多彩：彩色摄影通过使用不同色彩的组合与搭配，能够展示出更多元、更生动的图像。

3. 吸引眼球：彩色作品能够吸引更多观众，其鲜艳的颜色与丰富的层次使得作品更具观赏性。

缺点：1. 分散注意力：彩色摄影强调丰富的色彩，但也可能因此分散了主题的注意力，使得画面过于杂乱。

2. 信息过载：过多的颜色可能会给观者带来信息过载的感觉，阻碍其对画面主题的理解。

3. 色彩困扰：在处理彩色摄影时，拍摄者需要更多的考虑色彩的搭配与调整，一些不当的色彩组合可能会干扰观众对作品的理解与感受。

二、黑白摄影黑白摄影是指通过记录场景或者主题中的灰度差异来表达。

与彩色摄影相比，黑白摄影更加强调画面中的光影与构图，减少了色彩干扰，使得观众更加专注于图像的内容与情感。

黑白摄影往往能够更好地突出主题的形式美与情感表达。

优点：1. 着重表达：黑白摄影通过将图像的表达重点放在光影、纹理与形状等方面，能够更清晰、直接地表达出主题的情感与内涵。

2. 纯粹与简约：黑白作品去除了彩色的干扰，更注重画面的结构与构图，使得作品更为简洁、纯粹。

3. 传达氛围：黑白摄影常常通过光影的处理来营造出柔和、浪漫、复古等特定氛围，使作品更具艺术感。

缺点：1. 信息缺失：相较于彩色摄影，黑白摄影无法真实还原场景中的色彩信息，可能会使作品缺乏某些视觉细节。

比较两种摄影风格：黑白摄影与彩色摄影

比较两种摄影风格：黑白摄影与彩色摄影摄影是一种艺术，它可以呈现出当下的瞬间，记录下历史的痕迹。

随着科技的进步，摄影逐渐发展出黑白摄影和彩色摄影两种不同的风格。

两者之间何者更好，就需要从色彩、表现力、情感和历史上的发展等角度来进行比较。

首先从色彩方面来看，彩色摄影可以展现出丰富的色彩、饱和感和明度，给人以亮丽、鲜艳的感觉，而黑白摄影则更加强调线条和形状的表现，其黑白的对比和灰度的变化可以呈现出灵动、深邃的效果。

相较于彩色摄影，黑白摄影更加抽象，讲究的是对形式和表达的一种更加精微的追求。

但是，彩色摄影能够刻画出色彩的对比和鲜明度，使摄影作品更具生动感。

其次，从表现力上看，黑白摄影更加注重对原片的处理和构图，展示出深度、阴影和明灭的变化，增强了照片的立体感和层次感。

而彩色摄影则要求摄影师通过构图和饱和度，塑造一种丰富多彩的情调，凸显出照片的立体感和韵律感。

在表现力方面，彩色摄影有着更大的发挥空间，从一点一滴的构图、色彩、氛围和场景等方面展现出生动的故事和情感。

第三，从情感上看，两者各具特色。

黑白摄影可以抓住瞬间的情感，表达出微妙、细腻的情感，而彩色摄影则更能吸引观众的注意力，表达出鲜活、丰富的情感。

黑白摄影给人一种更加朴素、真实的感受，而彩色摄影则能够在颜色上表达出强烈的感情。

最后，从历史上的发展看，黑白摄影可以追溯到20世纪初的胶片时代，到后来的数码时代，黑白摄影始终是摄影历史中的重要一环。

而彩色摄影则是1950年代才逐渐出现并得到普及。

两者之间的发展经历很长，技术也在不断的升级和更新，无论是黑白摄影还是彩色摄影，都各有其特色和历史背景。

综上所述，黑白摄影和彩色摄影各有其优缺点。

黑白摄影更注重表现艺术感和哲理，彩色摄影更注重表现色彩和情感。

无论是在技术方面还是情感方面，两者都各具特色，没有绝对的优劣之分。

摄影是一种表达和记录生活的手段，黑白摄影和彩色摄影都有着独特而不可替代的作用，应该根据不同的主题和目的而选择不同的摄影风格。

机器视觉的镜头选择创造不同

机器视觉的镜头选择创造不同机器视觉为工业控制系统增加了新的维度，它可以提供装配线上零件的尺寸、位置和方向。

而合适的镜头选择对于机器视觉能否发挥应有的作用是非常重要的。

机器视觉在控制工业流程当中的作用越来越重要了，尤其是在机器人引导、目标识别和质量保证等领域。

当前优秀的视觉系统已经超出了那些基本功能（例如辨别零件和确定方向）的范畴，还可以提供后续功能的信息，比如将物体从一个位置移至另一个。

对于装配线和大量检测操作中使用的机器人系统，比如汽车生产和检测线，传送带通常是参考。

这里，机器人执行两项任务：识别和传送。

在绝大多数机器视觉应用里，光学控制都是非常重要的。

机器人视觉系统同样要求极高的可重复性，因此减少抖动提供清晰图像是必要的。

在类似药品工厂这样的大规模单位检测线上，视觉系统必须能够辨识缺陷包、不可读标签和产品缺失。

视觉系统必须能够以极高的准确度快速识别和测量方形、圆形和椭圆形物体。

提高机器视觉系统的精确度，可以帮助保持统一的包装表面和颜色。

对于食品检测系统，产品的尺寸、颜色、密度和形状都需要依靠多元检测才确定。

多元机器视觉系统既可以是彩色相机也可以是黑白相机，通常使用结构照明方法建立产品外表和内在结构。

尽管照相机、分析软件和照明对于机器视觉系统都是十分重要的，可能最关键的元件还是成像镜头。

系统若想完全发挥其功能，镜头必须要能够满足要求才行。

当为控制系统选择镜头的时候，机器视觉集成商应该考虑四个主要因素：■可以检测物体类别和特性；■景深或者焦距；■加载和检测距离；■运行环境。

分析这四个因素，可以针对具体应用确定合适的镜头选择。

主要放大率是指传感器上图像尺寸对于实际物体大小的比例。

物体特性在为机器视觉系统选择镜头之前，系统集成商必须确定物体和分析环境。

这个可视区域叫做无遮挡视场（FOV），它可以使用竖直和水平两个角度进行测量。

通常，竖直方向和水平方向尺寸的比例是4：3，这个比例取决于照相机传感器工作区域的尺寸。

机器视觉镜头选型原则

机器视觉镜头选型原则机器视觉是一种通过使用相机和其他传感器来模拟人类视觉以实现目标检测和识别的技术。

在机器视觉中，选择合适的镜头是至关重要的，因为它直接关系到图像质量和视觉算法的性能。

以下是一些机器视觉镜头选型的原则和参考内容。

1. 分辨率：分辨率是指镜头能够捕捉细节的能力。

在选择镜头时，应根据需要的应用和要求选择适当的分辨率。

如果需要检测和识别小尺寸的目标或精细的图像特征，需要选择具有较高分辨率的镜头。

2. 焦距：焦距决定了镜头的视场范围和放大倍率。

对于机器视觉应用，焦距的选择应根据需要的视场范围和目标大小来确定。

较长的焦距可以提供更大的视场，但放大倍率较小；而较短的焦距可以提供更大的放大倍率，但视场较小。

3. 光圈：光圈是控制镜头进入的光线量的孔径大小。

较大的光圈可以提供更多的光线，使图像更明亮，但深度-of-field 相对较浅；而较小的光圈可以提供更深的景深范围，但可能需要较长的曝光时间。

光圈的选择应根据可用的光照条件和需要的景深来确定。

4. 畸变：镜头畸变是指镜头图像与实际对象之间的形状偏差。

选择镜头时，应尽量选择具有较小畸变的镜头，以确保图像准确地反映出实际场景。

5. 透过率：透过率是指镜头对光线透过的能力。

一个高透过率的镜头可以捕捉到更多的光线，提供更明亮和清晰的图像。

因此，在选择镜头时，应尽量选择具有高透过率的镜头。

6. 调焦和变焦：一些机器视觉应用可能需要在检测和识别过程中动态调整焦距。

因此，在选择镜头时，应考虑是否需要具有自动调焦或变焦功能。

7. 传感器尺寸：镜头的传感器尺寸应与相机传感器尺寸匹配。

如果相机使用较小的传感器，选择适当尺寸的镜头以确保最佳的图像质量和性能。

8. 适应环境：在选择机器视觉镜头时，还需要考虑应用的环境条件，例如室内还是室外，光照条件等。

根据环境中的光线质量和强度，选择镜头的特定设计和材料。

总的来说，在选择机器视觉镜头时，需要综合考虑应用需求、图像质量、光照条件以及环境要素等因素。

机器视觉技术与应用实战-工业相机基础知识

《机器视觉技术与应用实战》
3.1.2 相机的靶面尺寸和分辨率
相机的靶面尺寸也叫做感光芯片尺寸或者传感器尺寸，图像传感器感光区域的面积大小。这个尺寸直接决定了整个系统的物理放大率。如：1/3“、1/2”等。绝大多数模拟相机的传感器的长宽比例是4：3 (H：V)，数字相机的长宽比例则包括多种：1英寸，2/3英寸，1/2英寸，1/3英寸，1/4英寸等，如图3.6所示。
相机成像原理
《机器视觉技术与应用实战》
3.1.1 CCD传感器芯片和CMOS传感器芯片
传感器是相机的核心部件，目前相机常用的感光芯片有CCD（Charge Coupled Device 电荷耦合器件）和 CMOS （Complementary Metal Oxide Semiconductor 互补金属氧化半导体）两类。 • CCD感光芯片：把光线转变成电荷，用电荷量表示信号大小，用耦合方式进行传送，所有的电荷全部经过一个 “放大器”进行电压转变，形成电子信号，所有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成了一幅完整的画面。 • CMOS感光芯片：和CCD原理基本一样，只是处理光电转换的方法不一样，其每一个像素点都有一个单独的放大器转换输出，能够在短时间内处理大量数据。
单一放大，噪点低
百万放大、噪点高
需要外加电压，功耗高
直接放大、功耗低
同样面积下高
感光开口小，灵敏度低
光电荷
电流
需要外加电路（三路电源）
单一电路
声噪低、分辨率高、动态范围大、颜色还原好、灵敏度高、对比度高
功耗小；传输速度快；价格低；集成度高、体积小；帧率更高；片上数字化、含片上处理功能；没有Blooming现象；直接访问单个像素；高动态范围（120dB）
白平衡：是一个很抽象的概念，最通俗的理解就是让白色所成的像依然为白色，针对彩色相机，白平衡就是针对不同色温条件下，通过调整摄像机内部的色彩电路使拍摄出来的影像抵消偏色，更接近人眼的视觉习惯。

机器视觉光源选取原则

机器视觉光源选取原则
机器视觉光源选取原则
机器视觉系统是利用光学成像技术对物体进行检测和识别的系统，而光源的选取对于机器视觉系统的成像效果和检测精度有着至关重要的影响。

下面将介绍机器视觉光源选取的原则。

1. 光源稳定性
光源的稳定性是影响机器视觉系统成像质量的重要因素之一，稳定的光源可以使成像质量更为稳定，减少噪声和误差。

因此，在选择光源时应该优先考虑其稳定性。

2. 光源亮度
光源的亮度是影响机器视觉系统成像质量的另一个重要因素，光源亮度越高，成像质量越好，检测精度也会更高。

但是过高的亮度也会导致成像质量下降，因此需要根据具体应用场景选择适当的光源亮度。

3. 光源颜色
光源颜色的选择也是影响机器视觉系统成像质量的因素之一，不同颜色的光源对于不同的物体有着不同的反射特性，因此需要根据具体应用场景选择合适的光源颜色。

4. 光源方向
光源的方向也会影响机器视觉系统的成像质量，不同方向的光源会导致不同的反射角度和反射强度，因此需要根据具体应用场景选择合适的光源方向。

5. 光源均匀性
光源均匀性也是影响机器视觉系统成像质量的因素之一，均匀的光源可以使成像质量更为均匀，减少噪声和误差。

因此，在选择光源时应该优先考虑其均匀性。

综上所述，机器视觉光源的选取需要考虑稳定性、亮度、颜色、方向和均匀性等因素，根据具体应用场景选择合适的光源可以提高机器视觉系统的成像质量和检测精度。

机器视觉选型相机规则

机器视觉选型相机规则机器视觉是一种模拟人眼进行图像识别和处理的技术，广泛应用于工业自动化、无人驾驶、安防监控等领域。

而相机作为机器视觉的重要组成部分，其选型规则对于机器视觉系统的性能和稳定性具有关键影响。

本文将从分辨率、帧率、感光元件、镜头、接口等方面介绍相机选型的规则。

一、分辨率相机的分辨率是指图像的像素数量，通常用横向像素数和纵向像素数表示。

分辨率越高，图像细节越丰富，但也会增加图像处理的计算量。

在选择相机分辨率时，需根据实际应用场景和需求来确定，避免过高或过低的分辨率。

二、帧率帧率是指相机每秒传输的图像帧数，常用单位为fps（Frames Per Second）。

帧率越高，图像的连续性越好，适用于高速运动物体的检测和追踪。

但高帧率相机通常价格昂贵，且会增加数据处理的复杂度。

三、感光元件感光元件是相机的核心部件，决定了图像的质量和灵敏度。

常见的感光元件有CCD和CMOS两种。

CCD感光元件具有较高的图像质量和低噪声特性，适用于对图像质量要求较高的应用场景；而CMOS感光元件则具有低功耗、高速度、集成度高等优势，适用于对帧率要求较高的应用场景。

四、镜头镜头是相机的光学系统，直接影响图像的清晰度和视场范围。

选择镜头时，需考虑焦距、光圈、视场角等参数。

焦距决定了镜头的放大倍数，光圈决定了镜头的透光能力，视场角决定了镜头的拍摄范围。

根据实际需求，选择合适的镜头参数，以获得清晰、准确的图像。

五、接口相机与其他设备的连接通常通过接口完成，常见的接口有USB、GigE、Camera Link等。

USB接口简单易用，适用于小型相机和低带宽应用；GigE接口具有较高的传输速度和稳定性，适用于大带宽应用；Camera Link接口则适用于对图像传输速度和稳定性要求较高的应用。

总结起来，机器视觉选型相机的规则包括分辨率、帧率、感光元件、镜头和接口。

在选型时，需根据实际应用需求和预算来确定各项参数。

同时，还需要考虑相机的稳定性、可靠性和兼容性等因素，以确保机器视觉系统的正常运行和性能表现。

科学相机如何选择？彩色还是黑白呢

如何选择科学相机，彩色还是黑白？
黑白相机只能拍摄得到灰度图像，而彩色相机可以获取彩色图像，以每个像素的红、绿、蓝(RGB)信息的形式展现，虽然获得额外的颜色信息可能很有价值，但黑白相机往往对信号更敏感，在对精细细节的分辨方面更具有优势。

黑白相机会测量击中每个像素的光子数，而不记录捕获光子波长的信息。

为了获得彩色相机，需要在图像传感器的感光面上放置一个由红、绿、蓝滤光片组成的网格，称为拜耳矩阵。

这意味着每个像素只能检测到红色、绿色或蓝色的光。

为了形成彩色图像，就要将这些RGB强度值结合起来-这与计算机显示器用于显示颜色的方法相同。

拜耳矩阵是红、绿、蓝滤光片的固定分布，每个红、蓝像素对应两个绿色像素。

这是因为对包括太阳在内的大多数光源来说，绿色波长是最强的。

彩色或黑白？
对于灵敏度很重要的应用，黑白相机更具优势。

彩色成像需要用到滤光片，这就意味着光子会损失——例如，捕捉红光波长信号的像素无法捕捉落在它们上面的绿色波长的光子，但对于黑白相机来说，所有的光子都能被检测到，与彩色相机相比，它能够提供多出2倍到
4倍的灵敏度，这取决于光子的波长。

此外，彩色相机很难分辨细节，因为只有1/4的像素可以捕捉到红光或蓝光，相机的有效分辨率降低了4倍。

绿色光线由1/2像素捕获，因此灵敏度和分辨率降低了1/2。

当然，彩色相机能够比黑白相机更快、更简单、更有效地产生彩色图像，黑白相机需要额外的硬件和获取多个图像来产生彩色图像。

你需要彩色相机吗？
如果弱光成像在你的成像应用中很重要，那么黑白相机可能是最好的选择；如果颜色信息比灵敏度更重要，建议使用彩色相机。

机器视觉系统的眼睛：工业相机

机器视觉技术是一门涉及人工智能、神经生物学、心理物理学、计算机科学、图像处理、模式识别等诸多领域的交叉学科。

机器视觉主要用计算机来模拟人的视觉功能，从客观事物的图像中提取信息，进行处理并加以理解，最终用于实际检测、测量和控制。

什么是工业相机？工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件，其本质功能就是将光信号转变成有序的电信号，相当于机器视觉系统的“眼睛”。

相比于传统的民用相机(摄像机)而言，工业相机(摄像机)具有高图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力等，市面上工业相机大多是基于C C D(C h a r g e C o u p l e d D e v i c e)或C M O S(C o m p l e m e n t a r y M e t a l O x i d e S e m i c o n d u c t o r)芯片的相机。

C C D，电荷藕合器件图像传感器。

它使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存，因而可以轻而易举地把数据传输给计算机，并借助于计算机的处理手段，根据需要和想像来修改图像。

C M O S，互补性氧化金属半导体。

和C C D一样，同为在数码相机中可记录光线变化的半导体。

C M O S的制造技术和一般计算机芯片没什么差别，主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在C M O S上共存着带N(带–电)和P(带+电)级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片记录和解读成影像。

工业相机的作用工业相机一般安装在机器流水线上代替人眼来做测量和判断，通过数字图像摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

随着国内机器视觉行业的迅猛发展，机器视觉系统的重要组件，工业相机也同样得到了巨大的发展。

浅谈黑白摄影的视觉表现

浅谈黑白摄影的视觉表现在这个五彩斑斓的世界里，彩色摄影无疑占据了主流地位，它以丰富的色彩还原着现实的多姿多彩。

然而，黑白摄影却有着一种独特而持久的魅力，它以简洁的色调和强烈的对比，展现出一种别样的视觉表现力。

黑白摄影去除了色彩的干扰，让我们更加专注于画面的形状、线条、纹理和光影。

它就像是一场对世界的简化与提纯，将复杂的现实转化为纯粹的形式与结构。

形状在黑白摄影中变得尤为突出。

没有了色彩的区分，物体的轮廓和形状成为了吸引观众目光的关键。

比如，一座古老建筑的独特外形，或是一个人物的优美姿态，都能在黑白的世界里以一种更为纯粹和直观的方式展现出来。

线条也因此获得了更强大的表现力，它们可以引导我们的视线在画面中穿梭，增强画面的节奏感和动态感。

比如，一条蜿蜒的小路，或是一排整齐的栅栏，其线条在黑白摄影中显得更加清晰和有力。

纹理在黑白摄影中更是展现得淋漓尽致。

粗糙的墙面、细腻的肌肤、光滑的金属，这些纹理在失去色彩后，通过光影的变化更加凸显出来。

光影的对比成为了黑白摄影的灵魂所在。

明亮的高光与深沉的阴影相互交织，营造出强烈的反差和戏剧性的效果。

这种对比不仅能够突出物体的立体感和空间感，还能传达出一种深沉的情感和氛围。

黑白摄影还具有一种永恒的经典之美。

它不受时间和潮流的影响，能够穿越岁月的长河，依然触动人心。

因为它所捕捉的是事物的本质和内在精神，而不是表面的色彩和繁华。

一张拍摄于几十年前的黑白照片，依然能够让我们感受到那个时代的气息和情感。

在表现人物情感方面，黑白摄影也有着独特的优势。

它能够去除色彩带来的外在干扰，让观众更加专注于人物的表情和眼神。

人物脸上的每一道皱纹、每一个细微的表情变化，都能在黑白的色调中被放大和凸显，从而更加深刻地传达出人物的内心世界和情感状态。

黑白摄影也常常被用于纪实摄影中。

它能够以一种冷静而客观的视角记录下现实世界的真相和历史的瞬间。

在黑白的画面中，那些痛苦、欢乐、挣扎和希望的瞬间，仿佛被定格在了永恒的时光里，让我们更加深刻地感受到生活的厚重与真实。

工业检测中黑白相机为什么比彩色工业相机更受青睐

工业检测中黑白相机为什么比彩色工业相机更受青睐相机是机器视觉解决方案系统的核心部件，广泛应用于各个领域，尤其是用于生产监控、测量任务和质量控制等。

工业数字相机通常比常规的标准数字相机更加坚固耐用。

这是因为它们必须能够应对各种复杂多变的外部影响，如应用于高温、高湿、粉尘等恶劣环境。

工业相机的分类形式有很多，下文将详细介绍几种常用类型的工业相机。

面阵相机与线阵相机的区别在于前者是以面为单位进行图像采集，可以直接获得完整的二维图像信息，后者的以“线”为单位，虽然也是二维图形，但长度较长，而宽度却只有几个像素。

这是因为线阵相机的传感器只有一行感光元素。

虽然面阵相机的像元总数较多，但分布到每一行的像素单元却少于线阵相机，因此面阵相机的分辨率和扫描频率一般低于线阵相机。

由于线阵相机的感光元素呈现“线”状，采集到的图像信息也是线状，为了采集完整的图像信息，往往需要配合扫描运动。

如采集匀速直线运动金属、纤维等材料的图像。

线阵图像传感器以CCD为主，市场上曾经也出现过一些线阵CMOS图像传感器，但是，线阵CCD仍是主流。

目前，陷阵CCD加扫描运动获取图像的方案应用广泛，尤其在要求视场范围大、图像分辨率高的情况下。

面阵相机可以用于面积、形状、位置测量或表面质量检测等，直接获取二维图形能一定程度上减少图像处理算法的复杂度。

在实际的工程应用当中，需要根据工程需求选择。

黑白相机和彩色相机很容易理解，输出图像是黑白的就是黑白相机，彩色的就是彩色相机。

先来看简单的黑白相机，当光线照射到感光芯片时，光子信号会转换成电子信号。

由于光子的数目与电子的数目成比例，主要统计出电子数目就能形成反应光线强弱的黑白图像。

经过相机内部的微处理器处理，输出就是一幅数字图像。

在黑白相机中，光的颜色信息是没有被保留的。

实际上CCD是无法区分颜色的，只能感受到信号的强弱。

在这种情况下为了采集彩色图像，理论上可以使用分光棱镜将光线分成光学三原色（RGB），接着使用三个CCD去分别感知强弱，最好在综合到一起。

机器视觉镜头选用原则、光源、相机解析

基本参数镜头的主要参数有焦距、分辨率、工作距离、景深、视野范围、畸变量等。

分辨率：指在像面处镜头在单位毫米内能够分辨的黑白相间的条纹对数，受镜头结构、材质、加工精度等因素的影响。

下图的分辨率为1/2d，其中，d为线宽。

分辨率的单位为lp/mm（线对/毫米）。

镜头和相机的分辨率影响最终成像的质量。

工作距离：一般指镜头前端到被测物体的距离，小于最小工作距离、大于最大工作距离的系统一般不能清晰成像。

景深：以镜头最佳聚焦时的工作距离为中心，前后存在一个范围，在此范围内镜头都可以清晰成像。

景深受焦距和光圈的影响：镜头的焦距越短，景深的范围就越大，光圈越小，景深就越大视野范围：图像采集设备所能够覆盖的范围，即和靶面上的图像所对应的物平面的尺寸。

焦距：镜头焦距与凸透镜的焦距概念略有不同，因为镜头是多个凸透镜组合而成的。

焦距是从镜头的中心点到胶平面上所形成的清晰影像之间的距离。

根据焦距能否调节，可分为定焦镜头和变焦镜头两大类。

畸变量：因凸透镜的固有特性造成的成像失真，无法完全消除。

畸变像差只影响成像的几何形状，而不影响成像的清晰度。

选用原则在机器视觉系统中，镜头的主要作用是将成像目标在图像传感器的光敏面上。

镜头的质量直影响到机器视觉系统的整体性能，合理地选择和安装镜头，是机器视觉系统设计的重要环节。

第一步选择合适的镜头接口常用的镜头接口类型有C口、CS口、F口等，在选用镜头时要首先确定镜头的接口类型。

第二步确定焦距焦距是相机最主要的参数之一，一般先考虑焦距是否能够满足需求。

根据系统的整体尺寸和工作距离，结合靶面尺寸和待测范围的比值可以计算出镜头的焦距。

第三步确定靶面尺寸镜头的靶面尺寸要大于相机的靶面尺寸，否则进光量可能会导致图像信息的缺损。

第四步根据项目需求，综合考虑分辨率、畸变、景深等参数，根据光照环境确定光圈。

机器视觉硬件中的光源光源选用1.形状自由度高，可以组合成各种形状、尺寸，能够自由调整照射角度，可以根据客户需要定制；2.可以根据需要制成各种颜色，并可以随时调整亮度；3.光源散热性好，光亮度稳定，使用寿命长，可连续使用约数万小时；4.反应快捷，可在极短时间内达到最大亮度；5.运行成本低，性价比较高。

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。

彩色还是单色视觉系统哪种更适合您的工作

图像传感器光源工件
机器视觉彩色相机并非色度计
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调查问题 #1
如果您有或者将有一项视觉应用，您的应用将适合以下哪个目标行业？
o 汽车 o 食品和饮料 o 消费品 o 电子产品 o 制药 o 其他
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为什么选择单色相机？
滤波器能够创造所需的对比度
所使用的工具
Blob工具侵蚀滤波器
30 | © 2013 Cognex Corporation
应用示例：辣椒分选
需求
基于色彩分选辣椒
彩色图像
为什么选择单色相机？
绿色滤波器可提供此应用所需的足够对比度检测细微的色调差别并不重要
彩色还是单色视觉系统？哪种更适合您的工作？
Terry Ding
议程
色彩技术

色彩空间彩色相机技术彩色滤波器和光源色彩工具
色彩验证装配验证色彩筛选色彩数量
色彩应用和示例
总结
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色彩空间
色彩空间概述
红色-绿色-蓝色（RGB）色调、饱和度、强度（HSI）
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色彩应用
色彩验证
这是正确的色彩吗？
色彩监测/色彩均匀性（色彩ID ）单一色彩检测
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应用示例：涂料色彩
需求
验证产品上的色彩
为什么选择彩色相机？
彩色视觉工具识别涂料色彩的准确色调