机器视觉光源的作用及分类

机器视觉光源的作用及分类

简介

机器视觉光源是机器视觉系统中的重要组成部分，它能够提供适当的光照条件，帮助机器视觉系统获取清晰、准确的图像数据。本文将介绍机器视觉光源的作用及其分类。

作用

提供适当的照明条件

机器视觉光源能够提供适当的照明条件，使得被检测物体在图像中呈现出清晰、准确的特征。不同类型的物体可能需要不同类型、强度和颜色的光源来实现最佳效果。

增强图像对比度

通过合理选择光源类型和参数，可以增强图像对比度，使得被检测物体与背景之间的差异更加明显。这有助于减少误判和提高检测精度。

抑制反射和阴影

在某些场景下，反射和阴影可能会干扰机器视觉系统对物体进行准确识别。通过合理设置光源位置和角度，可以最大程度地抑制反射和阴影，提高图像质量。

降低噪声干扰

适当的光源能够提供足够的亮度，使图像信噪比更高，从而降低噪声干扰。这对于机器视觉系统准确识别和测量目标物体非常重要。

保证稳定性和一致性

机器视觉光源需要具备稳定性和一致性，以确保在不同的环境和时间下，图像质量保持一致。这有助于提高机器视觉系统的可靠性和稳定性。

分类

机器视觉光源可以根据不同的特征进行分类，下面将介绍几种常见的分类方式。

光源类型

•白光：白光是最常用的光源类型之一，在许多应用中都能提供良好的效果。

它可以通过改变颜色温度来调节照明条件。

•红外光：红外光在某些特殊场景下使用，例如透过表面检测或者夜间监控等。•紫外光：紫外光可以用于荧光材料检测、反射率检测以及其他特殊应用。

•高频闪烁灯：高频闪烁灯可以提供快速、强烈的光源，适用于高速运动物体的检测和测量。

光源参数

•亮度：亮度是光源发出的光线强度，通常以流明（lm）为单位进行衡量。不同应用需要不同亮度的光源来满足需求。

•颜色温度：颜色温度是指光源发出的光线颜色，通常以开尔文（Kelvin，K）为单位进行衡量。不同颜色温度的光源适用于不同应用场景。

光源形式

•点光源：点光源可以提供集中、聚焦的照明效果，适用于需要高亮度和局部照明的场景。

•线性光源：线性光源可以提供均匀、连续的照明效果，适用于需要大范围、一致性照明的场景。

•面光源：面光源可以提供均匀、平滑的照明效果，适用于需要大范围、整体照明的场景。

总结

机器视觉光源在机器视觉系统中起着至关重要的作用。它能够提供适当的照明条件，增强图像对比度，抑制反射和阴影，降低噪声干扰，保证稳定性和一致性。根据不同的特征，机器视觉光源可以进行分类，包括光源类型、光源参数和光源形式等。了解不同类型的机器视觉光源及其特点，对于选择合适的光源来提高机器视觉系统的性能具有重要意义。

参考文献： - [Machine Vision Lighting]( - [Machine Vision Lighting: A Guide](

机器视觉系统的5个主要组成结构介绍

机器视觉系统的５个主要组成结构介绍 从机器视觉系统字面意思就可看出主要分为三部分：机器、视觉和系统。机器负责机械的运动和控制；视觉通过照明光源、工业镜头、工业相机、图像采集卡等来实现；系统主要是指软件，也可理解为整套的机器视觉设备。下面我们重点说下机器视觉系统中的五大模块： 1.机器视觉光源（即照明光源） 照明光源作为机器视觉系统输入的重要部件，它的好坏直接影响输入数据的质量和应用效果。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，要选择相应的视觉光源，以达到最佳效果。常见的光源有：LED环形光源、低角度光源、背光源、条形光源、同轴光源、冷光源、点光源、线型光源和平行光源等。 2.工业镜头 镜头在机器视觉系统中主要负责光束调制，并完成信号传递。镜头类型包括：标准、远心、广角、近摄和远摄等，选择依据一般是根据相机接口、拍摄物距、拍摄范围、CCD尺寸、畸变允许范围、放大率、焦距和光圈等。 3.工业相机 工业相机在机器视觉系统中最本质功能就是将光信号转变为电信号，与普通相机相比，它具有更高的传输力、抗干扰力以及稳定的成像能力。按照不同标准可有多种分类：按输出信号方式，可分为模拟工业相机和数字工业相机；按芯片类型不同，可分CCD工业相机和CMOS工业相机，这种分类方式最为常见。 4.图像采集卡 图像采集卡虽然只是完整机器视觉系统的一个部件，但它同样非常重要，直接决定了摄像头的接口：黑白、彩色、模拟、数字等。比较典型的有PCI采集卡、1394采集卡、VGA 采集卡和GigE千兆网采集卡。这些采集卡中有的内置多路开关，可以连接多个摄像机，同时抓拍多路信息。 5.机器视觉软件

机器视觉LED光源的选择技巧及其性能优势分析

机器视觉LED光源的选择技巧及其性能优 势分析 导语：机器视觉系统使用的光源主要有三种：高频荧光灯、光纤卤素灯、LED照明。光源的选择是为了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。 机器视觉系统使用的光源主要有三种：高频荧光灯、光纤卤素灯、LED照明。光源的选择是为了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。而光源的正确选择，直接影响系统的成败，处理精度和速度。今天我们为大家介绍的就是LED光源的性能优势及如何选择。 LED光源的选择分为三大步骤： 一、需检测的产品信息 如：外观检查、OCR、尺寸测定、定位；想要检测什么？如异物、伤痕形状等；表面状态，如镜面、糙面等；材质、表面颜色；视野范围；动态还是静态；镜头下端到被测物表面距离；设置条件：照明的大小、照明下端到被测物表面的距离等；周围环境；相机的种类等。 二、简单的预备知识： １．因材质和厚度不同、对光的透过特性各异。 ２．根据其波长之长短、对物质的穿透能力各异。 ３．光的波长越长、对物质的透过力越强，光的波长越短、在物质表面的拡散率越大。

４．透射照明、即是使光线透射对象物、并観察其透过光之照明手法。 三、选择光源： 1．要求：穏定均匀； 2．目的：将被测物与背景尽量明顕区分； 3．如何鲜明地获得被测物与背景的浓淡差； 4．二值化处理为了能够突出特征点，将特征图像突出出来，在打光手法上，常用的包括有明视野与暗视野。 其实，具体的光源选取方法还在于试验的实践经验。 机器视觉LED光源的性能优势 运行成本低，使用寿命长；可根据需要制成各种颜色，并可以随时调节亮度；散热效果更好，光亮度更稳定；可制成各种形状、尺寸及各种照射角度；反应快捷，可在10微秒或更短的时间内达到最大亮度；电源带有外触发，可以通过计算机控制，启动速度快，可以用作频闪灯；可根据客户的需要，进行特殊设计。

机器视觉光源对比machine vision

machine vision 光源：直接照明光源、散射照明光源、背光照明光源、同轴照明光源和特殊照明光源 1.沐光方式(直照): 优点是亮度大、灵活、容易适应包装要求；缺点是：阴影和反光；常见的应用是：检测平面和有纹理的表面。 2.低角度方式(直照): 优点是凸显表面结构，增强图像的拓扑结构；缺点是：热点和极度阴影；常见的应用是：检测平面和有纹理的表面。 3.条形方式(直照): 通过调节光线的角度方向，可以检测到被测物体表面是否有光泽，是否有纹路，也可以检测到表面特征。 4.聚光方式:线性聚光方式常常配合线阵相机获得高质量的图像 散射照明光源: 对于表面平整光洁的高反射物体，直接照明方式容易产生强反光。散射照明先把光投射到粗 糙的遮盖物上(比如漫射板)，产生无方向、柔和的光，然后再投射到被检测物体上. 1.低角度方式:与前述直接照明的低角度方式不同，散射方式的光源先经过内壁散射之后再均 匀的照射到物体上，在提供均匀照明的同时，有效的消除了边缘的反射. 2.扁平环状:扁平环状方式是在光源前面加了一块漫反射板，光源经过反射后再经过漫反射板，可以形成均匀漫射的顶光，避免了眩目光和阴影.

3.圆顶方式(右图): 最适合表面有起伏、光泽的被测物体的文字检查 4. 背光照明: 光源均匀的从被检测物体的背面，可以获得高清晰的轮廓，常用于物体外形检测、尺寸检测. 5.同轴照明光源:LED的高强度均匀光线通过半镜面后成为与镜头同轴的光，如所示。具有特殊涂层的半镜面可以抑制反光和消除图像中的重影，特别适合检测镜面物体上的划痕. 6.特殊照明光源:特殊照明光源包括平行光光学单元、显微镜专用照明系统和按照客户要求定制的光源等。 颜色:对于不发光体来说又可分为透明体和不透明体两种，大部分是不透明体。不透明体都具有反射或吸收不同波长的色光的能力，被吸收掉的色光我们是看不见的。只有反射回来的色光才直接作用于我们的眼睛，所以我们看到的不透明体的颜色是反射光的颜色，这就是“反射色”。如果用红光照射红色的物体，能得到最高的亮度；若用红色光照射绿色物体，可以得到最低的亮度，或者说图像几乎是黑色的，因为绿色物体基本不反射红色光。在图2.14所示彩色轮展示了色彩之间的对应情况。用一种颜色照射它相对的颜色，基本是黑色；照射其它颜色，物体亮度依次增加；照射同样的颜色，可以得到最大的亮度。 适当的选择光源颜色，可以增强图像的对比度。下图展示了BGA焊点分别在红色光和蓝色光下的成像实例；在红色光下，芯片中央的条纹依然清晰可见(图中)，这为引脚检测引入了一些干扰；在蓝色光下，芯片中央的条纹基本看不见了，仅留下BGA焊点的影像，便于后续检测。 滤光镜:消除不必要的数据和噪声可以加快有用信息的处理速度。滤光镜是一个简单的限制进入相机光线的技术。常见的滤光镜有偏光镜、波通镜和阻隔镜。它们的作用类似滤波器，滤掉符合一定条件的信号。 下图展示了偏光镜消除眩光的一个成像实例。在相机镜头前添加偏光镜，旋转偏光镜到眩光最小的地方；如果眩光

机器视觉照明光源技术要点分析

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。

机器视觉LED光源照明技术说明

.机器视觉LED光源照明技术说明 一、机器视觉光源照明技术的几个要素 1、方向：选择不同的光源，控制和调节照射到物体上的入射光的方向是机器视觉系统设计的最基本的参数。它取决于光源的类型和相对于物体放置的位置。 1）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； 2）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。 2、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光的颜色，取决于光源所产生的光的类型，以及覆盖在光源或摄像机镜头上的光学滤色镜。 3、偏振性：（Polarization ）又称极化光，是光波的一种特性，光在传播时和电磁波一样是震荡的，一般的光波的震荡方向是不定的，而极化光的震荡方向处在一个确定的平面上，例如线性极化光的振荡轴与传播方向垂直。光波的这种定向性，在镜面式的反射光中保留了这种偏振性，而漫散式的反射光则丢失了。这样就可以使用光线的偏振性使镜面眩光掠过摄像机镜头，来消除镜面反射光的影响。 强度：光照的强度会影响摄像机的曝光，光线不足则意味着低对比度，就要加大放大倍数，就可能同时将噪音放大，也可能会使镜头的光圈加大，但景深减小了，增加了散热的可能？反过来，强度过大会浪费能量，并带来散热的问题。 均匀性：在所有的机器视觉应用中，都会要求均匀的光照，因为所有的光源随着距离的增加和照射角的偏离，其照射强度减小，所以在对大面积物体照明时，会带来较大的问题，有时只能做到视场的中心位置保持均匀。 二、影响机器视觉照明的几个特性 1、反射特性：从物体反射入射光的性能，有二种很不同的反射特性。 1）、镜面式反射：光线的反射角等于入射角。镜面式反射有时用途很大，有时又可能产生极强的眩耀。在大多数情况应避免镜面反射。 2）、漫散：照射到物体上的光从各个方向漫散出去。在大多数实际情况下，漫散光在某个角度范围内形成，并取决于入射光的角度。 2、颜色：人眼或摄像机观察到的颜色可能是由三种不同的方式形成的：直接从照射 光的波长来区分颜色。例如在580nm附近波长的光为绿色，利 用此波长光照射绿色物体，从而特出物体和背景差异； 1）、相加色：二种或三种波长的光组合成某种波长光的效果，例如黄色光

机器视觉光源的作用及分类

机器视觉光源的作用及分类 简介 机器视觉光源是机器视觉系统中的重要组成部分，它能够提供适当的光照条件，帮助机器视觉系统获取清晰、准确的图像数据。本文将介绍机器视觉光源的作用及其分类。 作用 提供适当的照明条件 机器视觉光源能够提供适当的照明条件，使得被检测物体在图像中呈现出清晰、准确的特征。不同类型的物体可能需要不同类型、强度和颜色的光源来实现最佳效果。 增强图像对比度 通过合理选择光源类型和参数，可以增强图像对比度，使得被检测物体与背景之间的差异更加明显。这有助于减少误判和提高检测精度。 抑制反射和阴影 在某些场景下，反射和阴影可能会干扰机器视觉系统对物体进行准确识别。通过合理设置光源位置和角度，可以最大程度地抑制反射和阴影，提高图像质量。 降低噪声干扰 适当的光源能够提供足够的亮度，使图像信噪比更高，从而降低噪声干扰。这对于机器视觉系统准确识别和测量目标物体非常重要。 保证稳定性和一致性 机器视觉光源需要具备稳定性和一致性，以确保在不同的环境和时间下，图像质量保持一致。这有助于提高机器视觉系统的可靠性和稳定性。 分类 机器视觉光源可以根据不同的特征进行分类，下面将介绍几种常见的分类方式。 光源类型 •白光：白光是最常用的光源类型之一，在许多应用中都能提供良好的效果。 它可以通过改变颜色温度来调节照明条件。 •红外光：红外光在某些特殊场景下使用，例如透过表面检测或者夜间监控等。•紫外光：紫外光可以用于荧光材料检测、反射率检测以及其他特殊应用。

•高频闪烁灯：高频闪烁灯可以提供快速、强烈的光源，适用于高速运动物体的检测和测量。 光源参数 •亮度：亮度是光源发出的光线强度，通常以流明（lm）为单位进行衡量。不同应用需要不同亮度的光源来满足需求。 •颜色温度：颜色温度是指光源发出的光线颜色，通常以开尔文（Kelvin，K）为单位进行衡量。不同颜色温度的光源适用于不同应用场景。 光源形式 •点光源：点光源可以提供集中、聚焦的照明效果，适用于需要高亮度和局部照明的场景。 •线性光源：线性光源可以提供均匀、连续的照明效果，适用于需要大范围、一致性照明的场景。 •面光源：面光源可以提供均匀、平滑的照明效果，适用于需要大范围、整体照明的场景。 总结 机器视觉光源在机器视觉系统中起着至关重要的作用。它能够提供适当的照明条件，增强图像对比度，抑制反射和阴影，降低噪声干扰，保证稳定性和一致性。根据不同的特征，机器视觉光源可以进行分类，包括光源类型、光源参数和光源形式等。了解不同类型的机器视觉光源及其特点，对于选择合适的光源来提高机器视觉系统的性能具有重要意义。 参考文献： - [Machine Vision Lighting]( - [Machine Vision Lighting: A Guide](

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。

机器视觉系统中的光源

机器视觉系统中的光源 一、概述 光源是机器视觉系统中重要的组件之一，一个合适的光源是机器视觉系统正常运行的必备条件。因此，机器视觉系统光源的选择是非常重要的。使用光源的目的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；将运动目标‘凝固’在图像上；增强待测目标边缘清晰度；消除阴影；抵消噪声。机器视觉有三大技术即采像技术，处理技术，运动控制技术，而采像技术离不开光源，光源的选择及其性能直接影响系统的成败，影响处理精度和速度。所以光源在机器视觉系统中起到了举足轻重的作用。为机器视觉系统选择光源时，最基本是要考虑亮度、光源的位置、表面纹理与形状、鲁棒性、色彩等因素，只有光源在满足生产管理或是质量检测时对于这些因素的要求，才能获取清晰的图像资料，作为准确的数据信息供工作人员使用。因此，选择光源时要考虑的这些因素，可以说是最基本的因素，是判断光源是否可用的依据。然而，机器视觉系统光源的种类比较繁多，想要达到更佳的效果，就要在确保可用的基础上，具体到选择合适的种类。 二、光源的评价要素 1）对比度 对比度对机器视觉来说非常重要。机器视觉应用的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。对比度定义为在特征与其周围的区域之间有足够的灰度量区别。好的照明应该能够保证需要检测的特征突出于其他背景。 2）鲁棒性 鲁棒性就是对环境有一个好的适应。好的光源需要在实际工作中与其在实验室中的有相同的效果。 3）亮度 当选择两种光源的时候，最佳的选择是选择更亮的那个。光源的亮度不够，必然要加大光圈，从而减小了景深。 4）均匀性 均匀性是光源一个很中要的技术参数。均匀性好的光源使系统工作稳定。 5）可维护性 可维护性主要指光源易于安装，易于更换。 6）寿命及发热量 光源的亮度不易衰减过快，这样会影响系统的稳定，增加维护的成本。发热量大的灯亮度衰减快，光源的寿命也会受到很大影响。 三、机器视觉系统中的光源的种类 3.1光源种类 目前的机器视觉系统光源市场，最为常见的光源主要有高频荧光灯、光纤卤素灯以及LED灯三种。 高频荧光灯就是我们日常生活中所使用的荧光灯，其使用寿命约1500- 3000小时，相对处于中等水平。 高频荧光灯扩散性好，比较适合于进行大面积均匀的照射，但是响应速度慢、亮度较暗是其最大的弊端。因此，在其应用方面比较适合于获取低标准大面积图像；光纤卤素灯是卤素灯与光纤导管的有效结合，是由光纤导管将卤素灯泡所产生的强光，转向被测物进行照明。卤素灯亮度高，但响应速度慢、寿命短、不具备光亮度和色温的变化，适应亮度要求高，但检测项目较少的应用；LED光源采用的是由多个LED灯 以某一特定形状组合起来对被测物进行照明的方式，这是目前被普遍采用的照明方式，应用范围比较广。 3.2 LED光源种类 荧光灯亮度以及稳定性太差决定了在许多机器视觉系统中被淘汰，卤素灯价格昂贵、使用寿命太短，使应用无法达到普及，而LED光源以稳定性强、使用寿命长等性能优势得到了广泛的应用。同时，LED 光源因为是由LED灯组合而成的，因此按照其结构不同又有了不同的分类。 1 ）环形光源 环形光源也俗称光管、日光灯管，其光源采用LED作为发光体。传统的日光灯管又称荧光灯。利用 不同照射角度、不同颜色组合对被测物体整体进行照明，更能突出物体的三维信息。高密度LED阵列， 高亮度，解决了对角照射的阴影问题。

机器视觉光源照明技术

机器视觉光源照明技术 在机器视觉系统中，照明的方式及其特性对系统的稳定性，及检测结果的精度有着至关重要的作用。常用的光源有环形光源、背光源、点光源、面光源、同轴光源等，要根据使用环境及被检测物的特征来选择合适的光源，以获得精确可靠的检测结果。 影响机器视觉照明的特性的相关因素主要体现在以下几方面： 反射特性：从物体反射入射光的性能，有二种很不同的反射特性。 镜面式反射：光线的反射角等于入射角。镜面式反射有时用途很大，有时又可能产生极强的眩耀，在大多数情况应避免镜面反射。 漫反射：照射到物体上的光从各个方向漫散出去。在大多数实际情况下，漫散光在某个角度范围内形成，并取决于入射光的角度。 颜色：人眼或相机观察到的颜色可能是由三种不同的方式形成。 直接从照射光的波长来区分颜色。例如在580nm附近波长的光为绿色，利用此波长光照射绿色物体，从而特出物体和背景差异。 相加色：二种或三种波长的光组合成某种波长光的效果，例如黄色光（波长为620nm）和蓝色光（波长为480nm）混合，出现绿色光的效果，但实际上在光谱的绿色部分并没有这一光谱段的能量。利用光的这一特性，发明了彩色电视，电视监视器中由红、绿、蓝三基色可基本上合成自然界的各种颜色。 相减色：物体表面反射时，从光谱中去除某些波长的光。如白光照射到红色物体后，红色光谱被反射，而其它成份被物体吸收了。再比如白的金属如钢，黄色金属如金。它们之间的颜色的差别是因为钢较均匀地反射所有光谱的光，而金反射了白光，从中减去了蓝光，就会出现黄颜色的效果。 物体高度：物体中不同高度的特征可以用定向光来加强或者用漫射光来减弱高度的影响。 物体表面方向：物体表面不同部位的相对方向的差异可以用定向光来加强，也可用漫散光来减弱。 光的折射：不同的透明物质，具有不同的折散率。它们从不同方向传送入射光。例如空气和玻璃的折射率不同，当定向光以某个方向照射时，在玻璃中的气泡使光线弯曲，以致于产生黑的或亮的气泡轮廓。 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，专业从事机

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。

机器视觉光源的种类、特点、性能及其选择

1. 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。 2. 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。 3. 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丄ED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。 结构光照明是将光栅或线光源等投射到被测物上, 根据它们产生的畸变, 解调出被测物的三维信息, 这种方式比较少见。 频闪光照明是将高频率的光脉冲照射到物体上, 要求相机的扫描速度与光源的频闪速度同步, 目前频闪照明方式一般都用光源的控制器控制光源达到频闪的功能频闪的工作方式可以大大提高光源的亮度和寿命，几乎所有的LED光源都可以使用频闪照明方式。 不论是何种的照明方式, 目的就只有一个: 提高光源的寿命并为图像采集机构提供稳定的高对比度的图像。 4. LED 光源的性能 在实际运用中,如何评价一个光源的好坏呢?一般来说,一个合适的光源要从对比度、亮度、均匀性、稳定性、寿命等方面来考虑: ① . 对比度 对比度对机器视觉来说非常重要, 对比度只就打光效果而言, 这很大程度取决于光源和被检测产品部位的波长。机器视觉光源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, 从而易于软件的判断和区分。

机器视觉之光源基础知识

光源基础知识

使目标上的感兴趣区域与其它区域有尽可能大的区别。在确定了光源和照明方式后，设计照明系统最后一步也是最重要的一步就是实验。在现实世界中，目标表面特性并非单一，光源与目标物体的相互作用往往是各种现象的组合，有些难以用理论做出准确的描述。通过实验可以验证设计的正确性，同时在实验中，改变影响图像的因素，如：目标在视场中的位置及相对于光源的角度，光源的亮度等，可以进一步验证系统的可靠性和稳定性。总之，设计光源系统，最终目的是：最大程度地增强感兴趣特征的对比度，抑制和减少目标上其它部分的影响，抑制外部环境的影响。下面简单介绍机器视觉照明技术中的一些基本概念。 光源能够实现照明的光源有许多种类型，但在机器视觉中，应用最多的是卤素灯、荧光灯和LED灯。近些年来，LED技术发展很快，加上其固有的一些特点，如：寿命长、亮度稳定、可构成不同形状和光谱、可频闪和功耗低等，逐渐在机器视觉使用的光源中占主导地位。当然，在色彩检测中，荧光灯以其色还原性好的特点仍有大量应用，在高亮度应用场合，卤素灯还有自己的优势。 亮场照明和暗场照明亮场照明和暗场照明描述光源和摄像机的相对位置，是机器视觉照明技术中常见术语之一。在摄像机垂直于被检测目标的情况下，亮场照明和暗场照明的定义是： 假设检测目标具有平坦、光滑的表面（镜面），摄像机处置放在目标中心的上方，由图可见，在“W”二个“V”内发出的光，经目标表面反射，全部落在镜头的范围内，称作亮场照明；而从在“W”二个“V”外发出的光，经目标表面反射，没有光线落入镜头的范围内，称作暗场照明。当目标表面有缺陷时，如：等，亮场照明，缺陷部位的反射光不再落入镜头的范围，形成低灰度值区，与背景产生反差；暗场照明正好相反，缺陷部位的反射光进入镜头，产生高灰度值区。亮场照明和暗场

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

《机器视觉》复习资料整理总结

《机器视觉》复习资料整理总结 1.机器视觉的概念：利用成像系统代替人类的视觉作为输入，由计算机代替大脑完成处理和解释。 2.机器视觉的最终目标：使计算机像人一样，通过视觉观察和理解世界，具有自主适应环境的能力。 3.机器视觉的特点：机器视觉系统具有高效率、高度自动化等特点，可以实现很高的分辨率精度和速度。机器视觉系统与被检测对象无接触，安全可靠。 4 机器视觉应用：基于机器视觉的仪表板总成智能集成测试系统。金属板表面自动控伤系统。汽车车身检测系统定位设备光学检测（检测物体内部有无异物划伤） 4.机器视觉系统组成包括（典型的机器视觉系统）：图像采集单元（光源、镜头、相机、采集卡、机械平台），图像处理分析单元（工业控制机、图像处理分析软件、图形交互界面），执行单元（电传单元、机械单元）。 5.光源作用：用于被检测对象照明，突出对象的重要特征而抑制不必要特征。 6.互补光：色相间距离角度180度左右的色彩为互补色 5.常见的光源：LED，荧光灯，卤素灯，氙灯，钠灯，。大部分机器视觉照明采用LED 补：热辐射光源：白炽灯，卤钨灯；气体放电光源：汞灯，钠灯，氙灯；LED发光二极管；激光光源，光纤激光器，自由电子激光器。 6.光源的种类：环形光源，Dome灯，条形灯，同轴灯等。 7.打光的方式：直接照射，背光照射，散射照射，暗场照射，低角度暗场照射，碗状光照明，同轴光照明等 8.光源的作用：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。 9.镜头焦距：是指镜头光学后主点到焦点的距离，是镜头的重要性能指标。镜头焦距的长短决定着拍摄的成像大小，视场角大小，景深大小和画面的透视强弱。当对同一距离远的同一个被摄目标拍摄时，镜头焦距长的所成的象大，镜头焦距短的所成的象小。根据用途的不同，照相机镜头的焦距相差非常大，有短到几毫米，十几毫米的，也有长达几米的。我们平时说的照相机镜头的焦距是指像方焦距。 10.相机的光圈：光圈是一个用来控制光线透过镜头，进入机身内感光面的光量的装置，它通常是在镜头内。表达光圈大小我们是用f值。对于已经制造好的镜头，我们不可能随意改变镜头的直径，但是我们可以通过在镜头内部加入多边形或者圆型，并且面积可变的孔状光栅来达到控制镜头通光量，这个装置就叫做光圈。简单来说，我们把相机镜头前由多片金属叶片互叠组成的可变孔径的光栅叫做光圈。 11.光圈数，或称F 数。在镜头中，有一个大小可调的光阑，一般称为光圈。通过调节光圈的大小，可以控制进入镜头中的光能量。到达CCD的光强，不仅与镜头的通光面积成正比（即正比于光圈直径D的平方），而且还与像面的面积成反比，像面面积越小，光能量越集中，像面接收到的光强越大。F=f/D. 12.相机的焦点：与光轴平行的光线射入凸透镜时，理想的镜头应该是所有的光线聚集在一点后，再以锥状的扩散开来，这个聚集所有光线的一点，就叫做焦点。 13.镜头的分辨率：镜头的分辩率是指在成像平面上1毫米间距内能分辨开的黑白相间的线条对数，单位是“线对/毫米”（lp/mm，linepairs/mm）。 14.镜头曝光量：曝光量（exposure），依赖于到达像面上的光强（图像辐照度image irradiance）与曝光持续时间（快门速度shutter speed）的乘积。E=I/t 15．镜头分辨率的计算： 例1：以130万像素为例，假设CCD芯片选择1/3”，则CCD芯片尺寸为4.8mm×3.6mm图像大小为1280X1024，所以：每个像素的大小为4.8mm/1280=3.75um. 镜头分辨率为1mm/(3.75um*2)=133.33线对/mm 例2：镜头分辨率计算：2百万像素摄像机，像素数为1600x1200=192万，感光面尺寸1/2吋。水平6.4mm、垂直4.8mm，水平像素密度是1600/6.4=250pixel/mm，垂直像素密度是1200/4.8=250pixel/mm，感光像元尺寸是 4um×4um。水平像素密度和垂直像素密度一样，像素是正方形的，如果像素不是正方形的镜头分辨率应参考像素密度高的。在这里水平像素密度和垂直像素密度都是250pixel/mm，所以镜头分辨率应选125lp/mm 例3：镜头分辨率计算：如果一个2百万像素摄像机感光面尺寸是1/3吋，1/3吋的感光面它水平尺寸是4.8mm，垂直尺寸是3.6mm，它的水平像素密度是1600/4.8=333.3pixel/mm，垂直像素密度是 1200/3.6=333.3pixel/mm，所以镜头分辨率应选 167lp/mm 16.相机芯片尺寸说明：1英寸=25.4mm不是工业相机的标准，工业上1英吋CCD尺寸=长 12.8mm ×宽9.6mm =对角