机器视觉光源选型及应用案例

机器视觉系统——光源篇

机器视觉——光源篇收藏 一、为什么要使用光源 ?目的 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?地位 机器视觉三大技术（采像技术，处理技术，运动控制技术）之一?重要性 直接影响系统的成败，处理精度和速度 二、光源的种类 ?理想的光源应该是明亮，均匀，稳定的 ?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（发光二极管）照明 ?高频荧光灯 使用寿命约1500－3000小时 优点：扩散性好、适合大面积均匀照射 缺点：响应速度慢，亮度较暗 ?光纤卤素灯 使用寿命约1000小时 优点：亮度高 缺点：响应速度慢，几乎没有光亮度和色温的变化 ?LED灯

使用寿命约10000－30000小时 可以使用多个LED达到高亮度，同时可组合不同的形状 响应速度快，波长可以根据用途选择 三、LED光源的优势 ?可制成各种形状、尺寸及各种照射角度； ?可根据需要制成各种颜色，并可以随时调节亮度； ?通过散热装置，散热效果更好，光亮度更稳定； ?使用寿命长（约3万小时，间断使用寿命更长）； ?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，起动速度快，可以用作频闪灯；?运行成本低、寿命长的LED，会在综合成本和性能方面体现出更大的优势；?可根据客户的需要，进行特殊设计。 四、LED光源的颜色 ?主要颜色 红色 蓝色 绿色 白色 ?其他颜色 橙色 红外 紫外 五、照明技术的基础知识 1、照射光的种类

(1)直射光 主要来自于一个方向的光，可以在亮色和暗色阴影之间产生相对高的对比度图像。 (2)漫射光（扩散光） 各种角度的光源混合在一起的光。日常的生活用光几乎都是扩散光。 (3)偏振光 在垂直于传播方向的平面内，光矢量只沿某一个固定方向振动的光。通常是利用偏光板（片）来防止特定方向的反射。 (4)平行光 照射角度一致的光。太阳光就是平行光。发光角度越窄的LED直射光越接近平行光。 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、六种照明技术 通用照明，背光，同轴（共轴），连续漫反射，暗域及结构光。(1)一般目的的照明 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上，可给漫反射表面提供足够的照明。 (2)背光照明： 背光照明是将光源放置在相对于摄像头的物体的背面。这种照明方式与别的照明方式有很大不同因为图像分析的不是发水光而是入射光。背光照明产生了很强的对比度。应用背光技术时候，物体表面特征可能会丢失。例如，可以应用背光技术测量硬币的直径，但是却无法判断硬币的正反面。 (3)同轴照明： 同轴照明是与摄像头的轴向有相同的方向的光照射到物体的表面。同轴照明使用一种特殊的半反射镜面反射光源到摄像头的透镜轴方向。半反射镜面只让从物体表面反射垂直于透镜的光源通过。同轴照明技术对于实现扁平物体且有镜面特征的表面的均匀照明很有用。此外此技术还可以实现使表面角度变化部分高亮，因为不垂直于摄像头镜头的表面反射的光不会进入镜头，从而造成表面较暗。连续漫反射照明：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。 (4)暗域照明： 暗域照明是相对于物体表面提供低角度照明。使用相机拍摄镜子使其在其视野内，如果在视野内能看见光源就认为使亮域照明，相反的在视野中看不到光源就是暗域照明。因此光源是亮域照明还是暗域照明与光源的位置有关。典型的，暗域照明应用于对表面部分有突起的部分的照明或表面纹理变化的照明。 (5)结构光：结构光是一种投影在物体表面的有一定几何形状的光（如线形、圆形、正方形）。典型的结构光涉及激光或光纤。结构光可以用来测量相机到光源的距离。多轴照明：在许多应用中，为了使视野下不同的特征表现不同的对比度，需要多重照明技术。

机器视觉中光源选型的基本要素

机器视觉中光源选型的基本要素 在机器视觉中，获得一张高质量的可处理图像至关重要。机器视觉系统之所以成功，首先要保证图像质量好，特征明显。反之，如果图像质量不好，特征不明显，会使机器视觉系统变得不可靠或鲁棒性不高，甚至导致项目失败。因此，光源选择技能是必须的，下面为大家介绍光源选型的基本要素：1. 光源颜色良好的光源颜色选择可以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，即，特征与其周围的区域之间有足够的灰度量区别，从而易于特征的区分。为了最大程度区分被观察物和背景，通常选择互补色光源，例如，当被观察物为绿色时，选择红色光源背景能提高对比度。当被观察物中混杂一些我们不希望看到的杂质时，通常选择与杂志颜色相同的背景光源颜色，这样可以在视觉效果上滤除杂质干扰。检测微小尘粒时，紫外光是一个良好选择。例如在晶片尘粒检测时，通常用到紫外光。2. 照明方式良好的照明方式应该保证需要检测的特征突出于其他背景。照明方式有很多中，例如前向照明、背向照明、同轴光照明等，根据不同的应用背景，不同的照明方式直接与项目成败相关。当需要突出物体轮廓时，通常采用背向照明，即被观察物位于光源和高速相机之间。多种方式的前向照明此外，在一些特殊应用场合，灵活使用定制的照明方式也很重要。例如，为了节省光源和高速相机的摆放空间同时又达到光源从一定角度照射的效果，可使用反射镜，科天健自主研发的焊缝跟踪系统将高速相机和激光线发射器固定在一个小盒子内，通过一个反射镜改变激光线方向，使激光线和高速相机光轴方向呈大角度，以便针对焊缝进行激光三角测量。焊缝跟踪照明系统3. 其他要素光源的亮度、鲁棒性也是光源选型中不可忽略的要素。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。当光源不够亮时，可能有三种不好的情况会出现。第一，高速相机的信噪比不够；由于光源的亮度不够，图像的对比度必然不够，在图像上出现噪声的可能性也随即增大。其次，光源的亮度不够，必然要加大光圈，从而减小了景深。另外，当光源的亮度不够的时候，自然光等随机光对系统的影响会最大。鲁棒性：是指光源是否对部件的位置敏感度最小。当光源放置在摄像头视野的不同区域或不同角度时，结果图像应该不会随之变化。方向性很强的光源，增大了对高亮区域的镜面反射

机器视觉光源的选择

机器视觉光源选择 一、机器视觉光源分类 OPT机器视觉光源共有25大系列 1、环形光源（OPT-RI系列） 特点：环形光源提供不同角度照射，能突出物体的三维信息，有效解决对角照射阴影问题。高密度LED阵列，高亮度；多种紧凑设计，节省安装空间；可选配漫射板导光，光线均匀扩散。 使用：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；集成电路印字检测；通用外观检测。 2、条形光源（OPT-LI系列） 特点：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；照射角度和安装随意可调。 使用：金属、玻璃等表面检查；表面裂缝检测；LCD面板检测；线阵相机照明；图像扫描。 3、高均匀条形光源（OPT-LIT系列） 特点：高密度贴片LED，高亮度，高散射漫射板，均匀性好；良好的散热设计确保产品稳定性和寿命；安装简单、角度随意可调；尺寸设计灵活；颜色多样可选，可定制多色混合、多类型排布非标产品。 使用：电子元件识别和检测；服装纺织；印刷品质量检测；家用电器外壳检测；圆柱体表面缺陷检测；食品包装检测；灯箱照明；替代荧光灯。 4、条形组合光源（OPT-LIM系列） 特点：四边配置条形光,每边照明独立可控；可根据被测物要求调整所需照明角度，适用性广。 使用：PCB基板检测，IC元件检测；显微镜照明，包装条码照明；二次元影像测量。 5、同轴光源（OPT-CO系列） 特点：高密度排列LED，亮度大幅提高；独特的散热结构，延长寿命，提高稳定性；高级镀膜分光镜，减少光损失；成像清晰，亮度均匀。 使用：此系列光源最适宜用于反射度极高的物体，如金属、玻璃、胶片、晶片等表面的划伤检测；芯片和硅晶片的破损检测，Mark点定位；包装条码识别。 6、底部背光源（OPT-FL系列） 特点：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，能调配出不同的颜色，满足不同被测物多色要求。 使用：机械零件尺寸的测量；电子元件、IC的引脚、端子连接器检测；胶片污点检测；透明物体划痕检测等。

工业相机,镜头,光源讲解(机械手CCD)

机器视觉（相机、镜头、光源）全面概括 1.1.1视觉系统原理描述 机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是指通过机器视觉产品（即图像摄取装置，分CMOS 和CCD 两种）将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；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。 2.1.1视觉系统组成部分 视觉系统主要由以下部分组成 1.照明光源 2.镜头 3.工业摄像机 4.图像采集/处理卡 5.图像处理系统 6.其它外部设备 2.1.1.1相机篇 详细介绍： 工业相机又俗称摄像机，相比于传统的民用相机（摄像机）而言，它具有高的图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力等，目前市面上工业相机大多是基于CCD（Charge Coupled Device）或CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）芯片的相机。CCD是目前机器视觉最为常用的图像传感器。它集光电转换及电荷存贮、电荷转移、信号读取于一体，是典型的固体成像器件。CCD的突出特点是以电荷作为信号，而不同于其它器件是以电流或者电压为信号。这类成像器件通过光电转换形成电荷包，而后在驱动脉冲的作用下转移、放大输出图像信号。典型的CCD相机由光学镜头、时序及同步信号发生器、垂直驱动器、模拟/数字信号处理电路组成。CCD作为一种功能器件，与真空管相比，具有无灼伤、无滞后、低电压工作、低功耗等优点。CMOS图像传感器的开发最早出现在20世纪70 年代初，90 年代初期，随着超大规模集成电路(VLSI) 制造工艺技术的发展，CMOS 图像传感器得到迅速发展。CMOS图像传感器将光敏元阵列、图像信号放大器、信号读取电路、模数转换电路、图像信号处理器及控制器集成在一块芯片上，还具有局部像素的编程随机访问的优点。目前，CMOS图像传感器以其良好的集成性、低功耗、高速传输和宽动态范围等特点在高分辨率和高速场合得到了广泛的应用。、 分类：

机器视觉之光源的显色性与色温

光源的显色性与色温 光源对物体的显色能力称为显色性，是通过与同色温的参考或基准光源（白炽灯或太阳光）下物体外观颜色的比较。光所发射的光谱内容决定光源的光色，但同样光色可由许多，少数甚至仅仅两个单色的光波纵使而成，对各个颜色的显色性亦大不相同。相同光色的光源会有相异的光谱组成，光谱组成较广的光源较有可能提供较佳的显色品质。 当光源光谱中很少或缺乏物体在基准光源下所反射的主波时，会使颜色产生明显的色差(color shift)。色差程度愈大，光源对该色的显色性愈差。演色指数系数(Kaufman)仍为目前定义光源显色性评价的普遍方法
显色分两种 忠实显色：能正确表现物质本来的颜色需使用显色指数(Ra)高的光源，其数值接近100，显色性最好。 效果显色：要鲜明地强调特定色彩，表现美的生活可以利用加色的方法来加强显色效果。采用低色温光源照射，能使红色更加鲜艳；采用中等色温光源照射，使蓝色具有清凉感；采用高色温光源照射，使物体有冷的感觉。 显色指数与显色性的关系 当光源光谱中很少或缺乏物体在基准光源下所反射的主波时，会使颜色产生明显的color shift.色差程度越大，光源对该色的显色性越差。演色指数系数（Kau fman）仍为目前定义光源显色性评价的普遍方法。 白炽灯的显色指数定义为100，视为理想的基准光源。此系统以8种彩度中等的标准色样来检验，比较在测试光源下与在同色温的基准下此8色的偏离（Deviation）程度，以测量该光源的显色指数，取平均偏差值Ra20-100，以100为最高，平均色差越大，Rr值越低。低于20的光源通常不适于一般用途。

指数（Ra）等级显色性一般应用90-100 1A 优良需要色彩精确对比的场所 80-89 1B 需要色彩正确判断的场所 60-79 2 普通需要中等显色性的场所 40-59 3 对显色性的要求较低，色差较小的场所 20-39 4 较差对显色性无具体要求的场所 色温（CT-color temperature） 光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同时，黑体的温度就称为该光源的色温，用绝对温度K（kelvim）表示.黑体辐射理论是建立在热辐射基础上的，所以白炽灯一类的热辐射光源的光谱功率分布与黑体在可见区的光谱功率分布比较接近，都是连续光谱，用色温的概念完全可以描述这类光源的颜色特性。 关色温（CCT-correlated color temperature） 光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色接近时，黑体的温度就称为该光源的相关色温，单位为K。由于气体放电光源一般为非连续光谱，与黑体辐射的连续光谱不能完全吻合，所以都采用相关色温来近似描述其颜色特性。色温（或相关色温）在3300K 以下的光源，颜色偏红，给人一种温暖的感觉。色温超过5300K时，颜色偏兰，给人一种清冷的感觉。通常气温较高的地区，人们多采用色温高于4000K的光源，而气温较低的地区则多用4000K以下的光源。 色指数（Ra-color rendering index） 太阳光和白炽灯均是辐射连续光谱，在可见光的波长（380nm-760nm）范围内，包含着红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种色光。物体在太阳光和白炽灯的照射下，显示出它的真实颜色，但当物体在非连续光谱的气体放电灯的照射下，颜色就会有不同程度的失真。我们把光源对物体真实颜色的呈现程度称为光源的显色性。为了对光源的显色性进行定量的

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。

边干边学_机器视觉_第一章 选择光源

目录 第1章搭建机器视觉处理平台 (1) 1.1 选择光源 (1) 1.1.1 常见的光源类型 (1) 1.1.2 照明效果的优化 (5) 1.1.3 光源评估服务 (7)

第1章搭建机器视觉处理平台 通常，典型的机器视觉系统由以下四个部分——光源、相机、图像采集卡和图像处理软件组成，如图1.1所示。 图1.1 典型的机器视觉系统 作为机器视觉系统开发工程师，我们必须根据实际需要选择好光源，相机，图像采集卡和图像处理软件。下面本文将依次介绍如何选择光源，相机，图像采集卡和图像处理软件，并介绍一种对初学者来说性价比非常高的学习方案。 1.1 选择光源 刚接触机器视觉系统时可能无法意识到光源选择恰当与否直接关系到系统的成败。例如，把10斤红豆(待观察的对象特征)、10斤绿豆(不需要关注的物体)和10斤沙子(噪声)混合在一起让你在三分钟内把10斤红豆筛选出来和把10斤红豆、1斤绿豆、1斤沙子混合在一起让你在三分钟内把10斤红豆筛选出来，谁更容易些？显然干扰少(绿豆)，噪声低(沙子)的工作才能干的又快又好！ 选择光源的目标就是：1、增强待处理的物体特征； 2、减弱不需要关注的物体和噪声的干扰； 3、不会引入额外的干扰。 以获取高品质、高对比度的图像。 按照明方式的不同，光源可以分为：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。下面，本文将依次介绍各种不同的光源。 1.1.1常见的光源类型 1．直接照明光源 直接照明光源就是光源直接照射到被检测物体上，它的特点是照射局域集中、亮度高和安装方便，可以得到清楚的影像。常见的直接照明方式有沐光方式、低角度方式、条形方式和聚光方式。 沐光方式 沐光方式常用的是LED环形光源，如图2.1所示。高密度的LED阵列排列在伞状结构中，可以在照明区域产生集中的强光。 图2.1的右方部分是LED环形光源的安装部分，其中被检测的物体应该在图中的Work 区域。

机器视觉光源选型

机器视觉光源 在机器视觉系统中，获得一张高质量的可处理的图像是至关 重要。系统之所以成功，首先要保证图像质量好，特征明显。一个机器视觉项目之所以失败，大部分情况是由于图像质量。? 目的：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?地位 ：机器视觉三大技术（采像技术，处理技术，运动控制技术）之一 · 重要性：直接影响系统的成败，处理精度和速度 透明矿泉水瓶表面日期检测，通过打光使得原本不易区分的字符与背景区分开来，取得图像对比度。

色温波长照度灰度值 色温是按绝对黑体来定义的，绝对黑体的辐射和光源在可见区的辐射完全相同时，此时黑体的温度就称此光源的色温。低色温光源的特征是能量分布中，红辐射相对来说要多些，通常称为“暖光”；色温提高后，能量分布中，蓝辐射的比例增加，通常称为“冷光”。指波在一个振动周期 内传播的距离。也就 是沿着波的传播方向， 相邻两个振动位相相 差2π的点之间的距 离。波长λ等于波速V 和周期T的乘积，即λ =VT。同一频率的波 在不同介质中以不同 速度传播，所以波长 也不同。 光照强度是指单位面 积上所接受可见光的 能量，简称照度[1] ， 单位勒克斯（Lux或 Lx）。为物理术语， 用于指示光照的强弱 和物体表面积被照明 程度的量。 指黑白图像中点的颜 色深度，范围一般从 0到255，白色为255， 黑色为0，故黑白图 片也称灰度图像，在 医学、图像识别领域 有很广泛的用途。 关键词基本概念

基本概念波长 VLight光源标准波长为： 红光：625nm 绿光：525nm 蓝光：425nm 紫外：375nm 红外：850nm/940nm

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。 缺点：亮度会被削减。 2、辨别材质：同一束偏振光经过不同材质折射，振幅面角度改变大小不同。这样再经过偏光板的过滤得到的图像亮度就不同（体现在相机上就是颜色不同），即可区分不同材

视觉光源.

视觉光源 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 控制光源反射方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。当然环形灯用得最多，包括直射环形，漫反射环形,Dome灯等。 我们说直接照射环形、漫反射环形、Dome灯，这三种的区别如下。 比如直接照射环形，适合不反光物体的检测； 漫反射环形，适合反光物体检测。 直射环形(垂直照射)

机器视觉光源的选择

机器视觉光源的选择 机器视觉光源选择 一、机器视觉光源分类 OPT机器视觉光源共有25大系列 1、环形光源（OPT-RI系列） 特点：环形光源提供不同角度照射，能突出物体的三维信息，有效解决对角照射阴影问题。高密度LED阵列，高亮度；多种紧凑设计，节省安装空间；可选配漫射板导光，光线均匀扩散。 应用：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；集成电路印字检测；通用外观检测。 2、条形光源（OPT-LI系列） 特点：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：金属、玻璃等表面检查；表面裂缝检测；LCD面板检测；线阵相机照明; 图像扫描。 3、高均匀条形光源（OPT-LIT系列） 特点：高密度贴片LED高亮度，高散射漫射板，均匀性好；良好的散热设计确保产品稳定性和寿命；安装简单、角度随意可调；尺寸设计灵活；颜色多样可选，可定制多色混合、多类型排布非标产品。 应用：电子元件识别与检测；服装纺织；印刷品质量检测；家用电器外壳检测；圆柱体表面缺陷检测；食品包装检测；灯箱照明；替代荧光灯。 4、条形组合光源（OPT-LIM系列） 特点：四边配置条形光，每边照明独立可控；可根据被测物要求调整所需照明角度，适用性广。

应用：PCB基板检测，IC元件检测；显微镜照明，包装条码照明；二次元影像测量。 5、同轴光源（OPT-CO系列） 特点：高密度排列LED亮度大幅提高；独特的散热结构，延长寿命，提高稳定性；高级镀膜分光镜，减少光损失；成像清晰，亮度均匀。 应用：此系列光源最适宜用于反射度极高的物体，如金属、玻璃、胶片、晶片等表面的划伤检测；芯片和硅晶片的破损检测，Mark点定位；包装条码识别。 6 底部背光源（OPT-FL系列） 特点：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，能调配出不同的颜色，满足不同被测物多色要求。 应用：机械零件尺寸的测量；电子元件、IC的引脚、端子连接器检测；胶片污点检测；透明物体划痕检测等。 7、侧部背光源（OPT-FLC系列） 特点：多次散射发光，局部和整体均匀性都很好；尺寸定制灵活，可以做到较大面积；超薄设计，最薄产品可做到6mm 应用：大面积电路板电子器件检测与识别；透视尺寸测量；LCD坏点检测。 8、平行背光源（OPT-FP系列） 特点：采用精确光路设计，出射光接近理想平行光，整体结构紧凑。 应用：可以作为背光源用于高精度尺寸测量，也可配合同轴光学系统，用于检测光滑平整表面的细小划伤、碰伤等缺陷。 9、线形光源（OPT-LS系列） 特点：超高亮度；采用柱面透镜聚光；适用于各种流水连续检测场合。 应用：线阵相机照明专用；AOI检测；镀膜、玻璃表面破损、内部杂质检则。 10、线形同轴光源（OPT-LSC系列） 特点：大功率LED,高亮度，保证高度检测的需要；独特分光镜结构，减少光损失；适用于各种流水线连续检测场合。 应用：线阵相机照明专用；薄膜、玻璃表面破损、内部杂质检测；高速印刷质量检测。 11、点光源（OPT-PI系列） 特点：大功率LED体积小，发光强度高；光纤卤素灯的替代品，尤其适合作为镜头的同轴光源等；高效散热装置，大大提高光源的使用寿命。 应用：配合远心镜头使用；用于芯片检测，Mark点定位；晶片及液晶玻璃底基 校正。 12、球积分光源（OPT-RID系列） 特点：具有球积分效果的半球面内壁，均匀反射从底部360度发射出的光线， 使整个图象的照度十分均匀；红、白、蓝、绿、黄等多种颜色可选；可调制出任何颜色。 应用：适合于曲面，表面凹凸不平的工件检测；适合于表面反光较强的物体表面检

机器视觉光源选型

光源选型 背景：机器视觉光源是构建机器视觉系统首要考虑的因素，一个合适的视觉光源能够对整个机器视觉检测项目起到事半功倍的作用。 目的：为了使视觉检测过程变得更加的方便，效果更加的明显，效率更加的高，才有了光源的选型。 光源的基本要素： 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。 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。当光源不够亮时，可能有三种不好的情况会出现。第一，相机的信噪比不够;由于光源的亮度不够，图像的对比度必然不够，在图像上出现噪声的可能性也随即增大。其次，光源的亮度不够，必然要加大光圈，从而减小了景深。另外，当光源的亮度不够的时候，自然光等随机光对系统的影响会最大。 鲁棒性：另一个测试好光源的方法是看光源是否对部件的位置敏感度最小。当光源放置在摄像头视野的不同区域或不同角度时，结果图像应该不会随之变化。方向性很强的光源，增大了对高亮区域的镜面反射发生的可能性，这不利于后面的特征提取。在很多情况下，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。好的光源需要能够使你需要寻找的特征非常明显，除了是摄像头能够拍摄到部件外，好的光源应该能够产生最大的对比度、亮度足够且对部件的位置变化不敏感。光源选择好了，剩下来的工作就容易多了!机器视觉应用关心的是反射光(除非使用背光)。物体表面的几何形状、光泽及颜色决定了光在物体表面如何反射。机器视觉应用的光源控制的诀窍归结到一点就是如何控制光源反射。如何能够控制好光源的反射，那么获得的图像就可以控制了。因此，在机器视觉应用中，当光源入射到给定物体表面的时候，明白光源最重要的方面就是要控制好光源及其反映。 光源可预测：当光源入射到物体表面的时候，光源的反映是可以预测的。光源可能被吸收或被反射。光可能被完全吸收(黑金属材料，表面难以照亮)或者被部分吸收(造成了颜色的变化及亮度的不同)。不被吸收的光就会被反射，入射光

机器视觉光源的打光教程

机器视觉光源的打光教程 [机器视觉光源]如何打光 一般目的的照明： 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上，可给漫反射表面提供足够的照明。 背光照明： 背光照明是将机器视觉光源放置在相对于摄像头的物体的背面。这种照明方式与别的照明方式有很大不同因为图像分析的不是发水光而是入射光。背光照明产生了很强的对比度。应用背光技术时候，物体表面特征可能会丢失。例如，可以应用背光技术测量硬币的直径，但是却无法判断硬币的正反面。 同轴照明： 同轴照明是与摄像头的轴向有相同的方向的光照射到物体的表面。同轴照明使用一种特殊的半反射镜面反射光源到摄像头的透镜轴方向。半反射镜面只让从物体表面反射垂直于透镜的[机器视觉光源]通过。同轴照明技术对于实现扁平物体且有镜面特征的表面的均匀照明很有用。此外此技术还可以实现使表面角度变化部分高亮，因为不垂直于摄像头镜头的表面反射的光不会进入镜头，从而造成表面较暗。连续漫反射照明：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。这种机器视觉光源可以达到170立体角范围的均匀照明。

暗域照明： 暗域照明是相对于物体表面提供低角度照明。使用相机拍摄镜子使其在其视野内，如果在视野内能看见机器视觉光源就认为使亮域照明，相反的在视野中看不到机器视觉光源就是暗域照明。因此光源是亮域照明还是暗域照明与光源的位置有关。典型的，暗域照明应用于对表面部分有突起的部分的照明或表面纹理变化的照明。 结构光： 结构光是一种投影在物体表面的有一定几何形状的光（如线形、圆形、正方形）。典型的结构光涉及激光或光纤。结构光可以用来测量相机到[机器视觉光源]的距离。多轴照明：在许多应用中，为了使视野下不同的特征表现不同的对比度，需要多重照明技术。

机器视觉光源选定参考

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（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。 2)、相减色：反射时，从光谱中去除某些波长的光。含有所有可见光谱的白光，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。例如白的金属如钢，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，但从中减去了蓝光，就会出现黄颜色的效果。 3、光学密度：不同物质、不同厚度或不同化学特性的物体，在光线穿过它们时，穿透率是不同的。这种差异可能在整个光谱范围内存在，也可能只存在于光谱的某些点。一般来说，背光是检测光学密度差异

机器视觉 光源种类

作者：seagull
光源专集
在第二界机器视觉技术及工业应用国际研讨会意见反馈表上， 很多参会的朋友在 “您在机器 视觉系统中最大的困难是什么？光源、镜头、相机、板卡、图像软件等，哪些是最需要帮助 解决的？” 80%的朋友都提出光源急需解决， 中， 在这里， 我会借鉴许多朋友的经验(如 TOM， CCS 的王耀东先生)，并加上我对光源的理解，写上一篇关于光源的文章， 希望对大家有所 帮助！ 在这篇文章中，我将以以下几个主题来对光源做一个概述： 一、光源的种类 二、目前在中国的光源品牌 三、如何选择光源
开场白：先让我来阐述一下机器视觉系统工作的基本流程： 取像 =》 分析 =》 结果输出 取像作为第一步，可想而知其重要性，取像的好坏直接影响到后面的分析，所以光源的选择 就尤为重要。 那我们为什么要采用光源了？光源到底有什么好处了？采用光源的目的主要有 以下几点： 1、是将待测区域与背景明显区分开 2、将运动目标“凝固”在图像上 3、增强待测目标边缘清晰度 4、消除阴影 5、抵消噪光 哈哈，开场白也完了，总该进入主题了，容我下面一一写来！
一、光源的种类
这个话题算是老生常谈了，知道的朋友就委屈一下，呵呵！ 在目前的机器视觉系统上，最常见的光源有以下几种： 荧光灯：即日常起居中所使用的荧光灯。 卤素灯+光纤导管：这是由一个卤素灯泡，在一个装置（通常称为，灯箱） 中发光。再由光纤导管将卤素灯所产生的强光，转向对被测物进行照明。 LED 光源：即由多个 LED 以某一特定形状，综合对被测物进行照明。这 是目前被普遍采用的照明方式。 有些地方也用到一些其他特殊的光源（如激光，紫外光等） 。 下面我对上面说的几种光源进行一下比较： 荧光灯，卤素灯，LED 光源 ： 成本 荧光灯 卤素灯+光纤导管 LED 光源 低 高 一般 亮度 差 好 一般 稳定度 差 一般 好 使用寿命 一般 差 好 复杂设计 低 一般 高 温度影响 一般 差 低
在三种光源中，目前机器视觉系统用的最多的是 LED 光源，也许有人会问，为什么不用荧 光灯和卤素灯+光纤导管了？从上面的表格我们可以看到，三种光源还是各有特色，在不同 机器视觉系统中， 我们是可以根据自己不同的需求来选择光源， 但荧光灯亮度差和稳定性差 中国图像网 https://www.wendangku.net/doc/cb4004751.html,/

选择嘉励机器视觉光源需要考虑哪些特性

选择嘉励机器视觉光源需要考虑哪些特性 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。现在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。那么今天我们就来了解一下选择机器视觉光源时应考虑哪些特性： 1、亮度：在两种光源中选择时，最佳的选择是更亮的那个。 当光源不够亮时，可能有三种不好的情况会出现。第一，相机的信噪比不够；由于光源的亮度不够，图像的对比度必然不够，在图像上出现噪声的可能性也随即增大。第二，光源的亮度不够，必然要加大光圈，从而减小了景深。第三，当光源的亮度不够的时候，自然光等随机光对系统的影响会最大。 2、光源均匀性：不均匀的光会造成不均匀的反射。均匀关系到三个方面。 第一，对于视野，在摄像头视野范围部分应该是均匀的。简单的说，图像中暗的区域就是缺少反射光，而亮点就是此处反射太强了。 第二，不均匀的光会使视野范围内部分区域的光比其他区域多。从而造成物体表面反射不均匀（假设物体表面的对光的反射是相同的）。 第三，均匀的光源会补偿物体表面的角度变化，即使物体表面的几何形状不同，光源在各部分的反射也是均匀的。

3、光谱特征：光源的颜色及测量物体表面的颜色决定了反射到摄像头的光能的大小及波长。白光或某种特殊的光谱在提取其他颜色的特征信息时可能使比较重要的因素。当分析多颜色特征的时候，选择光源的时候，色温是一个比较重要的因素。 4、寿命特性：光源一般需要持续使用。为使图像处理保持一致的精确，视觉系统必须保证长时间获得稳定一致的图像。 5、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。

机器视觉之光源选择的基本知识

光源选择的基本知识 一个好的操作平台应该能够在最短的时间内处理图像，好的机器视觉软件应该能够很容易的在一系列的案例中应用，好的相机和镜头应该是拥有最小的畸变和足够的分辨率。但是，好的机器视觉照明应该有什么特点呢？在图像的分析处理中，光源的角色又是什么呢？ 判断机器视觉的照明的好坏，首先必须了解什么是光源需要做到的！显然光源应该不仅仅是使检测部件能够被摄像头"看见"。有时候，一个完整的机器视觉系统无法支持工作，但是仅仅优化一下光源就可以使系统正常工作。 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。 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。当光源不够亮时，可能有三种不好的情况会出现。第一，相机的信噪比不够；由于光源的亮度不够，图像的对比度必然不够，在图像上出现噪声的可能性也随即增大。其次，光源的亮度不够，必然要加大光圈，从而减小了景深。另外，当光源的亮度不够的时候，自然光等随机光对系统的影响会最大。 鲁棒性：另一个测试好光源的方法是看光源是否对部件的位置敏感度最小。当光源放置在摄像头视野的不同区域或不同角度时，结果图像应该不会随之变化。方向性很强的光源，增大了对高亮区域的镜面反射发生的可能性，这不利于后面的特征提取。在很多情况下，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。

好的光源需要能够使你需要寻找的特征非常明显，除了是摄像头能够拍摄到部件外，好的光源应该能够产生最大的对比度、亮度足够且对部件的位置变化不敏感。光源选择好了，剩下来的工作就容易多了！ 机器视觉应用关心的是反射光（除非使用背光）。物体表面的几何形状、光泽及颜色决定了光在物体表面如何反射。机器视觉应用的光源控制的诀窍归结到一点就是如何控制光源反射。如何能够控制好光源的反射，那么获得的图像就可以控制了。因此，在机器视觉应用中，当光源入射到给定物体表面的时候，明白光源最重要的方面就是要控制好光源及其反映。 光源可预测：当光源入射到物体表面的时候，光源的反映是可以预测的。光源可能被吸收或被反射。光可能被完全吸收（黑金属材料，表面难以照亮）或者被部分吸收（造成了颜色的变化及亮度的不同）。不被吸收的光就会被反射，入射光的角度等于反射光的角度，这个科学的定律大大简化了机器视觉光源，因为理想的想定的效果可以通过控制光源而实现。 物体表面：如果光源按照可预测的方式传播，那么又是什么原因使机器视觉的光源设计如此的棘手呢？使机器视觉照明复杂化的是物体表面的变化造成的。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。 控制反射：本文前面提到了，如果反射光可以控制，图像就可以控制了。这点再怎么强度也不为过。因此在涉及机器视觉应用的光源设计时，最重要的原则就是控制好哪里的光源反射到透镜及反射的程度。机器视觉的光源设计就是对反射的研究。在视觉应用中，当观测一个物体以决定需要什么样的光源的时候，首先需要问自己这样的问题："我如何才能让物体显现？""我如何才能应用光源使必须的光反射到镜头中以获得物体外表？"