光源是機器視覺系統中重要的元件之一,乙個合適的光源是機器視覺系統正常執行的必備條件。因此,機器視覺系統光源的選擇是非常重要的。使用光源的目的是將被測物體與背景盡量明顯分別,獲得高品質、高對比度的影象。
光源是機器視覺獲取影象的基礎,通過對光源的改進與設計可以高效的提取出所需目標資訊,極大地提高影象處理和識別的效率,提高系統測量精度和可靠性;反之,光源的錯誤使用則會造成影象處理複雜度提高,系統效率低下。
一般的機器視覺檢測系統包括照明系統、影象感測器、影象採集卡以及影象處理系統。近些年隨著高解析度、高整合度影象感測器產業的成熟,低**獲取高質量標準化的影象感測器成為容易之事,加上計算機科學技術,資訊處理裝置的微型化、便攜化,通過直接的「拍照」快速獲取資訊的方式正逐漸深入到各行各業,尤其是批量作業、危險工作環境。
機器視覺中評價光源質量的指標有光通量、照度、亮度、色溫、顯色性、壽命等。
其中,照度、亮度都是衡量光源強度的指標,是兩個既關聯又不同的物理量。
亮度:指的是人在看光源時,眼睛感覺到的光亮度,更側重的是人的感受程度。我們常說乙個地方很亮而不會說很「照」,就是人的感受,指的就是這個地方的物品被照射後,反射到我們眼中的光線相對多。指定方向上光源光通量的多少是決定性因素,指定方向上光源的光通量多,亮度就高。
照度:指的是光源照射到樣品上,單位被照射面積上的光通量,指的是有多少能量發射到被照的物品表面。單位被照射面積上的光通量多,照度就高。兩者的關聯是影響光源亮度及照度高低的物理量是共同的,即:光通量。
不同點是:影響光源亮度的光通量,是光源表面指定方向輻射出來的光通量的多少;影響光源照度的光通量,是光源輻射到樣品上的光通量的多少。兩者表述不同,受外界影響因素也不同。同一只光源,指定方向上光源表面輻射出來的光通量、與光源輻射到樣品上的光通量是不相等的。
特別說明:光源的亮度視覺感,有時受色溫影響較大。在光通量相同的光源中,色溫高的光源會產生亮度高的錯誤的視覺感。這種「高亮度」光源,光效並不一定比其它光源高,只是一種刺眼的「虛假亮」。
亮度指進入人眼中被感受到的光線強度,照度是指被照射面得到的光的數量,從機器視覺應用的照明方式來分析,背光源照明方式是相機接收到的背光源直接射入鏡頭的光線,如下圖
機器視覺光源
此時的相機相當於人眼,接收到的是直接入射到相機的光強,與亮度表達的概念相符,因此經理論分析亮度是評價此種光源的最佳指標。而其他照明光源例如環光,相機接收到的是照射到被測樣品後的反射光。
相機接收到的是照射到樣品上反射的光,與照度表達的概念相符,因此照度是評價除背光外其他光源是最佳的指標。
機器視覺有三大技術即採像技術,處理技術,運動控制技術,而採像技術離不開光源,光源的選擇及其效能直接影響系統的成敗,影響處理精度和速度。
光源一般分為可見光源和不可見光源。可見光源主要分為三種,高頻螢光燈、鹵素燈和led光源;不可見光源主要為近紅外光、紫外光、x射線等。
led光源是目前運用最多的機器視覺光源,它具有效率高、壽命長、防潮防震、節能環保等特點,相對高頻螢光燈和鹵素燈,具有更高的價效比。不可見光源主要用來應對一些特定的需求,如管道焊接工藝的檢測,由不可見光的可穿透性,可達到檢測點。
機器視覺光源的評價與選擇
a.如何評價乙個光源的好壞?1 對比度 對比度對機器視覺來說非常重要。機器視覺應用的照明的最重要的任務就是使需要被觀察的特徵與需要被忽略的影象特徵之間產生最大的對比度,從而易於特徵的區分。對比度定義為在特徵與其周圍的區域之間有足夠的灰度量區別。好的照明應該能夠保證需要檢測的特徵突出於其他背景。2 魯...
機器視覺光源的設計方法
1 光源照明設計的基本因素 主要有4個基本因素要重點考慮 1.1 鏡頭的視場 在照明系統的設計中,應根據被測物件的尺寸確定鏡頭的視場。而後,再根據鏡頭視場的大小決定最佳的照明系統。1.2 照明系統與工件的間距 在設計系統中,需全面的了解鏡頭到工作的距離,照明系統到工件的距離,從而確定光源與工件的距離...
視覺中光源的選擇
如果想要邊界非常清晰 而且沒有陰影 通常是背光 但是背光的最大影響就是光源在下面放置 容易怕壓 而且灰塵等汙漬對其影響也大 另一種方案是在物體的四周打光 這樣的話上面的問題就可以解決了 缺陷是物體周圍得做個支撐光源的件兒 有可能會不太方便 還有就是四周打光的高度問題 高度越高 距離越遠 光斑越大 陰...