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。
打出硬光的操作方法
打出硬光的操作方法
为了打出硬光，可以采取以下操作方法：
1. 选择适合的光源：使用较小而明亮的光源会产生较硬的光线效果。
例如，太阳、闪光灯或者LED灯。
2. 调整光源的角度：将光源放置在被摄物体侧面或背后，使光线以较直接的方式照射到被摄物体上，从而产生较强的光影效果。
3. 调整光源的亮度：根据需要，增加或减少光源的亮度以控制光线的硬度。
较高的亮度会产生较硬的光线效果，而较低的亮度则会产生较柔和的光线效果。
4. 使用反射板或补光灯：如果需要柔和或补充硬光的效果，可以通过反射板或者补光灯来反射或散射光线，从而改变光线的质地。
5. 调整相机设置：可以尝试使用较短的快门速度和较小的光圈来增强硬光效果。
较短的快门速度可以冻结快速运动，而较小的光圈可以产生较大的景深，以突出光线的细节和影响。
请注意，不同的光源、环境和摄影需求可能需要不同的操作方法和调整。
因此，建议在实际拍摄中根据情况进行调整和尝试，以获得最佳的硬光效果。
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
打光技巧导引
视觉系统打光技巧导引第一章光源指引I.简介光源是安装视觉系统的一部分，其需要或多或少的试验。
实际上，面对一个新的应用系统，我们无法也不可能预言，何者是得到最佳结果的正确光源摆设。
此部分指引与打光技巧，尽可能包含一些最有效率的用法，以下便是各主题的介绍。
II.照度对于高速的生产线，我们选用Checker上快速的快门。
当我们使用快速的快门，我们就需要较高的亮度，如低电压聚光灯、荧光型的背光灯及光纤的照明设备；对于低速的生产线，这些型式的光源皆可使用。
使用一般的〝background〞光源及日光做为照明设备，并不是一个好方法，它无法提供一致的照度。
一般来说，我们应使我们的检验系统有充足的亮度，使影像上光源亮度的变化所造成的影响降低。
低电压的灯及荧光灯有一定的寿命，而且它的亮度会随着使用时间而降低。
我们建议使用一个能保持一定照度的灯来取代它，或者由于目前的光源并不是很贵，当光使用到剩一半寿命便换掉，以达到最好的效果。
III.安装任何光源的设置，其位置与角度皆需经过最后的调整，以确定能达到最好的效果。
任何光源的移动，皆会影响到我们影像清晰与否IV.光的波动当使用快门速度低于20ms，光源的主频率降低时，会产生所谓的〝beating〞效应产生。
一般的光纤灯源，标准的荧光灯及低压的灯源，都是由无法调整控制的供应器驱动。
〝beating〞的现象，会导致影像平均亮度产生波动，使我们几乎不可能安装一个可靠的检验系统。
所以我们可使用直流供应的低压灯泡、高频的荧光灯、LED等避免问题的发生。
V.前光源此种光源一般用户在需检测物体的表面特征的简单应用上。
这是一种最简单的光源摆设型式，光源与Checker摆设同一边，将光照射在检测物上。
典型的摆设与检测物成45度的倾斜，照射在检测物表面上，如此可使检测物表面得到最佳亮度而不会有太多的反射。
在第二章〝打前光源的技巧〞中，会有进一步的说明。
VI.背光源此种光源主要应用在我们需检测物体轮廓的时机。
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5-工业光源
工业光源介绍
• 典型的照明案例-低角度正光
光线从侧面以很低的角度打向待测物体，平面的 部分因为反光形成暗场，而不平整的部分，光的 反射杂乱会进入 相机，形成亮区域。多用于有一 定高低起伏的轮廓特征的提取。
工业光源介绍
工业光源介绍
工业光源介绍
工业光源介绍
工业光源介绍
工业光源介绍
• 典型的照明案例-无影照明
工业光源介绍
• 照明的基本原理
获得一副图像就是通过感光芯片去捕获进入的光线， 进入的光线越多，获得的图像越亮。
直射光：光线直接摄入相机，背遮挡的地方会形成黑色剪影。 反射光：照射到物体上会形成反射进入相机。反射光又分镜面反射 和漫反射。
直射
镜面反射
漫反射
工业光源介绍
பைடு நூலகம்
• 光源的基本种类
环形光
条形光
工业光源介绍
工业光源介绍
工业光源介绍
• 典型的照明案例-红外与紫外
红外
紫外
红外光源有很强的穿透性，能穿透较薄 的塑料、液体和纺织物。但无法穿透金 属物体。常用于金属物体探测。
紫外光源有很好的荧光效应和散射效应。 但波长较短的紫外光对人体会有伤害， 因此在食品行业和某些特殊应用场合。
因为红外和紫外是不可见光，不会因为LED的强光刺激人眼。
工业光源介绍
工业光源介绍
工业光源介绍
• 典型的照明案例-高角度正光
光线从正上方打向待测物体，平面的部分会反光 形成明场，而高低起伏的部分，光会发散，进不 了 相机，形成暗区域。多用于细节的观察和表面 高低不平的伤缺、划痕。
小提示：正面高角度打光的均匀性调节有一定的难度。成像的效 果靠的是反光特性，不同材质的物体，反光特性差异很大。
知乎 机器视觉 打光案例
知乎机器视觉打光案例机器视觉（Computer Vision）是人工智能领域的一个重要分支，它通过计算机对图像和视频进行处理和分析，模拟人类的视觉系统，从而实现对图像和视频的理解和识别。
在机器视觉中，打光是一个关键的环节，它直接影响到图像质量和识别准确度。
下面将列举一些知乎上关于机器视觉打光案例的讨论。
1. 如何在机器视觉中实现逆光环境下的物体检测？在逆光环境下，由于光源的背光效果，物体的轮廓和细节往往被掩盖，给物体检测带来困难。
在讨论中，有人提到可以通过增加光源的角度和强度，或者使用补光灯等辅助光源的方式，来改善逆光环境下的物体检测效果。
2. 如何利用光照条件进行人脸识别？光照条件是影响人脸识别算法准确性的重要因素之一。
在讨论中，有人提到可以通过多角度光源照射，或者利用光照模型对图像进行补偿，来提高人脸识别的准确性。
3. 如何通过打光改善工业品表面缺陷检测？工业品表面的缺陷检测需要高质量的图像来实现准确的检测结果。
在讨论中，有人提到可以通过合理布置光源，调整光源的角度和强度，或者使用滤光片等光学器件来改善工业品表面缺陷检测的效果。
4. 如何解决机器视觉中的阴影干扰问题？阴影是机器视觉中常见的干扰因素之一，会影响物体的亮度和纹理信息，从而影响图像处理和识别的准确性。
在讨论中，有人提到可以通过合理布置光源，调整光源的角度和强度，或者使用光源阵列等技术来解决阴影干扰问题。
5. 如何利用打光技术提高机器视觉中的目标跟踪效果？目标跟踪是机器视觉中的重要任务之一，而光照条件的变化会对目标跟踪算法的准确性造成影响。
在讨论中，有人提到可以通过调整光源的角度和强度，或者使用自适应光源等方法来提高目标跟踪的效果。
6. 如何利用打光技术实现对透明物体的检测和识别？透明物体的检测和识别是机器视觉中的难题之一，因为透明物体往往无法直接通过光学方式进行成像。
在讨论中，有人提到可以通过合理布置光源，调整光源的角度和强度，或者使用红外光等特殊波段的光源来实现对透明物体的检测和识别。
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。