机器视觉打光技巧
机器视觉光源选型技巧及应用案例
光源选型技巧及应用案例光源选型技巧及应用案例用一句常说的话来开头：机器视觉是用机器代替人眼来做测量和判断；机器视觉系统主要包含相机、镜头、光源、图像处理系统和执行机构。
而光源作为其中重要组成部分，直接关系到系统的成败。
为什么这样说呢，在视觉系统中图像是核心，选择合适的光源能够呈现一幅好的图像，能够简化算法提高系统稳定性，一幅图像如果曝光过度则会隐藏很多重要的信息；出现阴影则会引起边缘误判；图像不均匀则会导致阈值选择困难。
因此要保证有较好的图像效果，就必须要选择一个合适的光源。
机器视觉涉及行业广泛包含电子、汽车、包装、印刷、食品、医疗等。
因而我们面临的检测产品也是多种多样:形状大小不同、颜色材质不一、检测环境和指标各异。
面对种类繁多要求各异的检测产品如何选择光源呢，我们先来看一下常见的光源特性。
目前理想的视觉光源有高频荧光灯、光纤卤素灯、氙气灯、LED 光源。
应用最多是LED光源，这里就详细介绍几种常见的LED光源。
1、环形光源：LED灯珠排布成环形与圆心轴成一定夹角，有不同照射角度、不同颜色等类型，可以突出物体的三维信息；解决多方向照明阴影问题；图像出现灯影情况可选配漫射板，让光线均匀扩散。
应用：螺丝尺寸缺陷检测，IC定位字符检测，电路板焊锡检查，显微镜照明等。
2、条形光源：LED灯珠排布成长条形。
多用于单边或多边以一定角度照射物体。
突出物体的边缘特征，可根据实际情况多条自由组合，照射角度与安装距离随有较好自由度。
适用较大结构被测物。
应用：电子元件缝隙检测，圆柱体表面缺陷检测，包装盒印刷检测，药水袋轮廓检测等。
3、同轴光源：经面光源采用分光镜设计。
适用于粗糙程度不同、反光强或不平整的表面区域，检测雕刻图案、裂缝、划伤、低反光与高反光区域分离、消除阴影等。
需要注意的是同轴光源经过分光设计有一定的光损失需要考虑亮度，并且不适用于大面积照射。
应用：玻璃和塑料膜轮廓和定位检测，IC字符及定位检测，晶片表面杂质和划痕检测等。
机器视觉打光原理
机器视觉打光原理一、引言机器视觉是一种模拟人类视觉系统的技术，通过使用相机和计算机算法，使机器能够“看见”并理解图像。
而打光是机器视觉中的一个重要步骤，它能够通过控制光源的亮度和方向，提高图像的质量和对比度，从而更好地进行图像处理和分析。
本文将介绍机器视觉打光原理的基本概念、方法以及应用。
二、机器视觉打光的基本概念1. 光源选择：机器视觉打光的第一步是选择合适的光源。
常用的光源有LED灯、荧光灯、激光等。
不同的光源具有不同的特性，如亮度、颜色、方向性等，需要根据具体应用场景选择合适的光源。
2. 光源亮度控制：光源的亮度对图像的质量和对比度有着重要影响。
在机器视觉中，通过调节光源的亮度可以使图像中的目标物体更加清晰可见。
一般来说，亮度越高，图像中的目标物体越明亮，但是过高的亮度也可能导致图像过曝。
因此，需要根据具体场景和需求来控制光源的亮度。
3. 光源方向控制：光源的方向性也是机器视觉打光中需要考虑的因素之一。
合理的光源方向可以强调目标物体的轮廓和细节，提高图像的对比度。
通常情况下，光源应该与相机的视线垂直或接近垂直，以避免产生阴影和反射。
三、机器视觉打光的方法1. 平面光源：平面光源是一种常用的机器视觉打光方法，它能够提供均匀的光照，并减少阴影的产生。
平面光源一般由多个光源组成，光源之间的距离和位置需要根据具体需求来确定。
通过调节光源的亮度和方向，可以使目标物体在图像中呈现均匀明亮的效果。
2. 斜面光源：斜面光源是一种通过调节光源方向来强调目标物体轮廓和细节的打光方法。
斜面光源将光线从一个方向斜射到目标物体上，通过产生明暗交替的效果，使目标物体的边缘更加清晰可见。
这种打光方法常用于检测目标物体的表面缺陷和凹凸不平。
3. 透射光源：透射光源是一种通过透射光线来打光的方法。
它可以通过透明或半透明的材料将光线引导到目标物体上，从而提高图像的对比度和清晰度。
透射光源常用于表面光洁度检测、透明物体检测等应用场景。
知乎机器视觉打光案例
知乎机器视觉打光案例机器视觉打光是指在机器视觉应用中，通过灯光的设计和控制，来达到更好的图像采集效果和识别准确率。
合理的打光方案可以提高机器视觉系统的稳定性和鲁棒性，使得机器能够更准确地分辨、识别和测量目标物体。
机器视觉系统中的打光设计需要考虑到多个因素，包括光源的类型、光线的方向和强度、物体的表面特性以及环境的光照条件等。
下面将介绍几个常见的机器视觉打光案例。
1.均匀光源打光方案：对于需要进行图像识别和测量的应用，常常需要一个均匀的光源来提供稳定的光线照射。
这种均匀光源可以是环形光源、透射式光源或者漫反射光源等。
通过合理的光源布局和调节，可以使得整个目标物体表面的光照强度尽可能均匀，从而提高图像采集的效果和物体识别的准确率。
2.点光源打光方案：点光源是一种可以产生锐利、明亮的光斑的光源，在一些特殊的机器视觉应用中，可以提供更好的图像对比度和物体边缘细节。
点光源打光方案通常使用多个点光源的阵列，并通过准确的位置和光强调节来实现需要的光照效果。
这种打光方案一般适用于识别微小物体、检测细小缺陷或者定位精度要求高的应用。
3.逆光打光方案：逆光打光是指将光源设置在从相机逆方向照射目标物体的一种打光方式。
这种打光方案可以提高目标物体边缘的对比度和纹理细节，有助于提取目标物体的形状和轮廓。
逆光打光一般适用于需要边缘检测、定位或者表面不平整度检查的应用。
4.背光打光方案：背光打光是指将光源设置在目标物体的背后，使得目标物体的边缘和轮廓能够被明亮的光线照亮。
这种打光方案可以强调目标物体的边缘细节，减少表面反射和阴影的影响，有助于提高目标物体的检测和分割效果。
背光打光一般适用于需要精确分割和位移测量的应用。
总结起来，机器视觉打光方案需要根据具体应用场景和需求来设计和调整。
通过选择合适的光源类型和布局，以及灵活的光源控制方式，可以提高图像采集的质量和识别的准确率，从而提升机器视觉系统的性能和可靠性。
su打光技巧
su打光技巧
以下是一些SU打光技巧：
1. 了解场景：在开始打光之前，先仔细观察场景并了解其氛围、特点和要表达的感觉。
这可以帮助你选择合适的灯光设置和位置。
2. 使用不同类型的灯光：请尝试使用不同类型的灯光，例如聚光灯、柔光灯和洗墙灯等，以达到不同的效果。
灯光的类型和颜色会对场景的感觉产生重要影响。
3. 控制光线的方向和角度：通过控制灯光的方向和角度，可以改变光线照射的位置和强度。
尝试将光线从不同的角度照射目标，可以产生截然不同的效果。
4. 使用灯具配件：灯具配件如反射板、网格和滤光片等能够增加对光线的控制。
它们可以改变光线的形状、扩散和颜色，从而帮助你打造出更具个性化的灯光效果。
5. 调整光线亮度：合适的光线亮度是打光的关键。
根据实际需要调整灯光的亮度，确保目标被适当照亮，并且整体场景保持良好的视觉平衡。
6. 注重阴影和高光：阴影和高光是表现光线的重要元素。
在打光时，注意调整光线的强度和角度，以增加对目标的阴影和高光的呈现，从而创造更加丰富的画面效果。
7. 实践和观察：打光是一个技术活，需要不断地实践和观察。
通过不断尝试不同的灯光设置和技巧，并观察其效果，你将逐渐掌握打光的艺术。
希望这些技巧对你有帮助！。
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
浅谈机器视觉的光源
浅谈机器视觉的光源1.机器视觉中光源的作用A．照亮目标，提高亮度；B．形成有利于图像处理的效果；C．克服环境光干扰，保证图像稳定性；D．用作测量的工具或参照物。
光源是机器视觉系统最为关键的部分之一。
好的光源能够输出一幅好的图像，从而改善整个系统的分辨率，简化软件的运算。
通过合适的光源设计可以使图像中的目标信息与背景信息最佳分离，从而大大降低图像处理的算法难度，同时提高系统的精度和可靠性。
目前，还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，都要设计合适的照明装置，以达到最佳效果。
一幅好的图像应该具备如下条件：A．对比度明显,目标与背景的边界清晰；B．背景尽量淡化而且均匀，不干扰图像处理；C．与颜色有关的还需要颜色真实，亮度适中，不过度曝光。
图1如图1所示，上排三幅为图像效果比较差的示例，对比度差将导致目标很难与背景分离，均匀性差会导致很难找到一个全局的灰度判别标准，一致性差会导致目标提取不完整等问题，下排三幅图分别为对比度、均匀性、一致性比较好的情况，这样的效果图像处理和信息提取都将会很简单、很稳定。
2.常见的视觉光源能够发光的物体称为光源，目前所采用的光源分为两大类：自然光源和人造光源。
天然光源主要是指日光，其次还包括星光等，能够有效利用的主要是日光，星光只能用作导航的参照物；早期的人造光源主要是燃烧燃料的一些灯具，例如蜡烛、油灯或者燃烧木材和煤炭等；各种电力驱动的光源是近现代出现的，其种类有很多，例如：热辐射类(白炽灯、卤钨灯)、高低压气体放电灯类(高压汞灯、钠灯)、荧光灯和电致发光的固态光源(发光板、发光二极管)等。
机器视觉常用的一些光源主要有：氙灯、高频荧光灯、光纤卤素灯、发光二极管等。
图2：常见机器视觉光源的对比LED光源的优势:（1）可制成各种形状、尺寸及各种照射角度；（2）可根据需要制成各种颜色，并可以随时调节亮度；（3）通过散热装置使散热效果更好，光亮度更稳定；（4）使用寿命长；（5）反应快捷，可在10us或更短的时间内达到最大亮度；（6）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;（7）运行成本低;（8）可根据客户的需要，进行特殊设计。
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。
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【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。
当选择照明时需要考虑以下五个方面：
1. 表面是光滑，还是崎岖不平？
2. 表面是暗淡，还是光亮？
3. 对象是弯曲的，还是平坦的？
4. 条码或标记的颜色是怎样的？
5. 是检测移动的物体，还是静止的对象？
技巧1：使用亮光去检测材料缺损
比如在塑料浇注中验证是否不足
从塑料浇注应用中验证材料缺损对于确保良好的密封表面是重要的。
当有材料缺损时，你有了不足的条件（比如浇注到模型中的材料不充分）。
照明技术：亮场
亮场照明技术依赖表面纹理和平坦地形。
光线遇到平坦反光的表面将光线反射回到相机，创立一个亮区域。
粗糙纹理或表面缺损会将光线散射而远离相机，创立了暗区域。
技巧2：对于精确组件定位使用合适的波长
比如检测倒装芯片（Flipped Chips），在PCB装配中验证合适的零件方向是常见的机器视觉应用。
照明技术：亮场
为了验证装配问题，使用蓝光波长的打亮芯片方位。
这个照明技术依靠波长和同轴照明几何。
蓝色波长（460 纳米）能很好地区分银质和铜质表面：铜吸收蓝光呈现出暗场，银反射蓝光呈现亮场。
同轴照明几何消除错误反射：不想要的耀眼点，反射和暗点。
技巧3：在玻璃中检测裂痕使用非漫射光
比如检测玻璃容器上的裂痕
照明技术：暗场
在这个应用当中，用暗场照明来创立一个明亮的，在暗背景下容易检测的感兴趣特征。
在一个暗场区域中光线直接通过透明的瓶子。
大多数穿透透明对象的光线不会被相机检测到。
如果材料不规则，比如有裂纹，一些光线就会凸显出这个不规则。
特别是划痕创立了一个内部空缺，这里光线折射和反射，以许多角度散射包括返回给相机。
这些光线将很难检测的划痕转换到暗背景下的亮特征。
技巧4：检测透明包装使用漫射光
比如验证吸塑包装的内容
照明技术：连续漫射
连续的漫射照明技术不强调表面纹理和升高中的变化。
它提供了非常大的固定照明角度，从多角度让光线找到对象上，因此消除了反射和典型的非方向性或单个光源产生的阴影。
技巧5：使用颜色创造对比度
在机器视觉应用中创造一个高对比度图像的一个有用的方法是用特殊波长（彩色）的光照明物体。
对于黑白相机来讲，光的波长能使得跟彩色一样的特征变亮或变暗。
使用彩色轮子作为参考，选择一个相反颜色的光来使得特征变暗；或选相同颜色的光使得特征变亮。
例如：
1. 如果你想变暗的特征是红色，则使用绿光；
2. 使用绿光能使得绿色特征呈现更亮；
3. 记住铝上刻印在红光和蓝光下的区别。
技巧6：针对快速移动的物体使用频闪光
当物体快速移动成像是模糊时，就需要使用频闪光。
频闪宽度= 视场÷像素/移动速度
技巧7：消除反射使用红外光
机器视觉系统依靠数字图像中的灰度级转化。
在许多视觉应用当中，环境光带来了不想要的亮反射，这样使得检测感兴趣特征变得困难或不可能。
红外光就能解决这个问题。
技巧8：使用红外光消除颜色差异
红外光能用于在彩色对象之间消除灰度差别。
暗对象吸收红外波长，创造出一致性，而其它则呈现阴影。
这个照明方案有利于检测颜色或阴影变化的非一致性。
为自己的机器视觉系统选择合适的照明方案，需要从多方面来考虑，从这些小技巧中选择可取的，结合到自己的系统特点中去，相信会事半功倍！照明学问很大，需要一步步学习~！。