机器视觉光源打光技术
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。
机器视觉LED光源照明技术说明
2.
均匀视场的光。
通过相机可以看到物体的侧面轮廓。
背光照明常用于测量物体的尺寸和标定物体的方向。
4.
反射照明，光射到粗糙的遮盖物上，产生无方向、柔和的光，这种光最适合高反射物体。
因这种照明效果，我们将这种光比作在阴天里平和，无方向的光。
6.
暗视场，但通常与被测物体
表面成的夹
角，低角度暗视场光源对
表面细节或边缘效应的
最细小变化很有效果。
翘曲或不平。
、根据检查目标与背景的材质和颜色。
）、使用互补色进行检测：见（图三）
规则：
食品外观日期检测电阻检测电子IC管脚检测包装箱检测
AFT-RD220。
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。
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
机器视觉打光技巧
【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。
【机器视觉】机器视觉光源详解...
【机器视觉】机器视觉光源详解...00. 目录文章目录•o00. 目录o01. 自然光介绍o02. 光的颜色介绍o03. 机器视觉光源o▪ 3.1 环形光源▪ 3.2 条形光源(常规型)▪ 3.3 条形光源(非标型)▪ 3.4 条形组合光源▪ 3.5 高亮高均条形光源▪ 3.6 面光源(背光源)▪ 3.7 平行面光源▪ 3.8 开孔面光源▪ 3.9 侧面道光背光源▪ 3.10 同轴光源▪ 3.11 直角同轴光源▪ 3.12 高亮高均同轴光源▪ 3.13 同轴平行光源▪ 3.14 线性光源▪ 3.15 圆顶光源▪ 3.16 隧道光源o04. 附录01. 自然光介绍在生活中，光主要来自于太阳光，而太阳光的辐射也是最为全面的，虽然太阳光看起来是没有颜色的，但是太阳光的组合成分却是最为复杂，即太阳光是复合光线，接下来介绍下太阳光的组合成分；太阳光主要分为两部分：不可见光，可见光；不可见光主要分为红外区域的不可见光和紫外区域的不可见光：可见光主要是波长为760nm~380nm 的光，而这部分光可以通过对太阳光使用三棱镜色散获取到；在表现不同的可见光中，不同波长的光线呈现不同的颜色，即波长决定特定颜色的特征；在日常生活中，太阳光/白光包含多种颜色波段的光，而这种白光可以通过三棱镜进行分解，这些我们在初级物理中即可了解到；机器视觉光源主要用到的是可见光、部分红外光、部分紫外光；02. 光的颜色介绍机器视觉中光的颜色介绍（1）白色光：机器视觉中白色光分为冷、暖、中间色调颜色，通常在拍摄彩色图像时使用此类光源效果较好，如果对于彩色图像中某一部分有特殊需求，可以另做相关操作；（2）蓝光：三原色光中的其中一种，比较适用于银色背景下的目标物的打光；（3）红光：同属于三原色光中的一种，可以透过一些比较暗的物体，也可以根据颜色的吸收等不同的方法，实现不同打光效果，突出检测目标的特征，并且红色光源能够提高对比度；（4）绿光：主要针对于红色背景、银色背景，并且在3C 应用中，传送带多数为绿色；（5）红外光：属于不可见光之一，透过力强，对于塑料穿透性好，可以将封装好的金属电路等内部元件显示出来，在此种应用场景下，效果和 X 射线一样好，且对于人体无伤害；（6）紫外光：属于不可见光之一，波长较短，且穿透力强，主要应用于证件检测，触摸屏ITO 检测，点胶溢胶检测，金属表面划痕检测等；（7）X-ray 激光：波长短，穿透性好，可以用于透视检测、轮毂划痕及裂纹检测等；可见光的三原色光的三原色包括R 、G 、B （红、绿、蓝）三种颜色的光，生活中以及工业视觉中不同颜色的光均可以通过以上三种光进行合成；如下：红 + 绿 = 黄红 + 蓝 = 青红 + 绿 + 蓝 = 白且红、绿、蓝三种颜色均不能被再次分解，适用这三种颜色基本可以形成所有的颜色；如下示例图像所示的加色规律：根据光的颜色以及光的冷暖，可以将不同颜色形成一个色环，如下图所示，相邻的颜色是相似色，相对颜色是相对色；机器视觉系统中光源的作用1.强化特征，弱化背景2.突出测量特征3.提高图像信息4.简化算法5.减低系统设计的复杂度6.提高系统的检查精度、速度03. 机器视觉光源3.1 环形光源机器视觉光源工业照明检测LED光源环形光源产品描述环形光源采用高柔性基板材质，独特的制作方法，可以任意角度弯曲，以构成具有最佳外径、内径和照射角度的照明系统。
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。
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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
质。
应用：瓶装液体成分的检测。
实操：
1、根据视野大小（视野要比被测物稍大），镜头焦距，CCD尺寸可以初步估算工作距离。
2、研究被测物体，利用室内光做光源，眼睛作镜头即可估测用明视场还是暗视场打光成像
效果好。
能选用低角度环形光的话成本会比同轴光便宜。
根据被测物和背景的颜色差异选光源颜色；根据被测物大小选合适尺寸的光源；根据被测物的特性选光源类型。
3、操作中注意手法细节，防止镜头脱落；一手调节支架高低，一手托住支架。
4、调试中光源亮度越低，相机光圈越大，景深越小，越容易得到最清晰最锐利的图像。
（景
深大，图像质量都勉勉强强算清晰，却又得不到最清晰）。