机器视觉光源基础你了解多少

2022-08-16 15:29:10 精质视觉

　　完整的视觉检测系统主要包括图像采集部分和图像分析部分，图像采集部分主要包括工业摄像机、工业镜头和机器视觉光源。今天我们主要介绍机器视觉光源的相关基础知识和选型技巧。首先，我们需要了解机器视觉中的光源是做什么的：

　　1、照亮目标，增加亮度;

　　2.为了形成有利于图像处理的成像效果，降低了系统的复杂度和图像处理算法的要求。克服了环境光的干扰，保证了图像的稳定性，提高了系统的精度和效率;

　　通过恰当的光源照明设计，可以使图像中的目标管理信息与背景信息技术得到最佳分离，这样我们不仅能够大大降低图像数据处理的算法难度，同时不断提高服务系统的精度和可靠性，但非常遗憾，目前我国没有形成一个国家通用的机器视觉照明控制系统，可以有效应对方式不同的检测工作要求，因此本文针对每个特定的案例，都需要根据设计适应的照明装置，以达到最佳教学效果，而不合适的照明，则会引起很多相关问题，机器视觉光源如此重要，却往往被很多人忽视。

　　视觉检测系统中机器视觉光源的选择与依据

　　目前，机器视觉光源主要是发光二极管(发光二极管) ，因其形状自由度高、使用寿命长、响应速度快、单色性好、色彩多样、综合性价比高等特点在业界广泛应用:

　　一、形状自由度

　　一个LED光源是很多单个LED的组合，所以可以做成比其他光源更多的形状，更容易根据用户的情况设计光源的形状和大小。

　　二、使用寿命长

　　为了使图像进行处理数据单元可以得到一个精确的，重复性好的测量研究结果，照明管理系统设计必须同时保证企业相当长的时间内学生能够发展提供社会稳定的图像信息输入。LED光源在连续工作10,000到30,000小时后，亮度衰减，但远比其他型式的光源效果好。此外，用控制技术系统使其间断工作，可抑制发光管发热，寿命也将延长一倍。

　　三、响应速度快

　　LED发光管的响应时间非常短，响应时间的真正含义是确保根据需要在多个光源之间或光源的不同区域之间进行工作切换，当使用专用控制器为LED光源供电时，达到最大照度的时间小于10s

　　四、颜色多样

　　除了光源的形状，获得稳定的图像输入的另一个方面是选择光源的颜色。即使是同样形状的光源，由于图像颜色的不同也会有很大的不同。事实上，如何利用光源颜色的技术特性，获得最佳的对比度图像效果一直是光源发展的主要方向。

　　五、综合性运营成本低

　　如果选择价格低、性能没有保证的产品，前期投入的节省很快就会被日常的维护和维修费用抵消。其他光源不仅耗电量是LED光源的2-10倍，而且几乎每个月都要更换，浪费了维修工程师大量宝贵的时间。而且投入使用的光源越多，更换设备和人工的成本就越大。所以从长远来看选择长寿命的LED光源是非常经济的。

　　机器视觉照明技术发展基础理论知识：

　　1)照射方式

　　选择不同的光源，控制和调整入射到物体上的光的方向是机器视觉系统设计中最基本的参数，这取决于光源的类型和光源相对于物体的位置。通常有两种基本方式：直接光和漫射光，所有其他方式都是从这两种方式延伸出来的。

　　直射光: 入射光基本上来自一个方向，拍摄角度小，可投射物体阴影;

　　漫射光:入射光来自多个方向，甚至是各个方向，并且不会投下明显的阴影。

　　2)反射方式

　　物体进行反射光线有两种方式不同的反射功能特性：直反射和漫反射

　　直接反射:光的反射角等于入射角. 有时直接反射非常有用，有时它可以产生非常强的眩光。在大多数情况下应避免镜面反射。

　　漫射: 照射物体的光向各个方向扩散。在大多数情况下，漫散光发生在一个角度范围内，并取决于入射光的角度。

　　3)颜色

　　光谱中很大的一部分通过电磁以及波谱是人眼可见的，在这个工作波长一定范围内的电磁环境辐射技术被称作一种可见光，范围在400nm至760nm之间(有的人认为可以观测到380nm-780nm)，即从一个紫色380nm到红色780nm。

　　色环就是在可见光光谱中的色彩方面进行分析排序，形成一个红色连接到另一端的紫色，机器学习视觉种应用到色环通常主要包括6种不同的颜色，分为以下两大类：暖色和冷色，暖色由红色调构成，冷色来自于蓝色调，通常用方法相反色温的光线照射，图像数据可以通过达到最高级别的对比度，相同色温的光线照射，可以得到有效滤除，因此需要灵活合理利用相关色温特性，对我们自己选择作为光源很有可能帮助。

　　4)明视场和暗视场

　　亮视场是最常用的照明方案，其由直接的前光照明形成，而暗视场主要由低角度或背光照明形成，并且针对不同的物品检测要求选择不同类型的照明。通常，暗视场使背景显得暗而物体显得明亮。

　　5)光源分类

　　目前，主要有以下集中分类:

　　a)颜色

　　常用的光源集中在可见光范围，主要有白光(复合光)、红、蓝、绿。此外，红外光也很受欢迎，而紫外光由于各种原因很少使用。

　　b)外形

　　各厂家会根据企业不同光源外形特性可以进行垃圾分类，也是我国目前的主流产品分类，比如一个环形光源、环形低角度分析光源、条形光源、圆顶光源(碗光源/穹顶光源)、面光源等;

　　c)工作原理/特性

　　分类了不同的应用模式或原理，主要有有无阴影光源、同轴光源、点光源、线光源、背光源、组合光源和结构光源