机器视觉中三种主要光源的分析报告

机器视觉光源选择方法随着机器视觉技术的不断发展，光源的选择越来越重要。

在机器视觉应用中，光源的选择直接影响到图像的质量和识别率。

因此，如何选择适合的光源成为了机器视觉应用中不可忽略的一环。

一、光源的种类常见的机器视觉光源有：白光、红外线、激光等。

其中，白光光源是最常用的光源，可以满足大部分机器视觉应用的需求。

而红外线光源则适用于一些特殊场合，如在黑暗环境下进行图像采集。

激光光源则适用于高精度测量和三维成像等领域。

二、光源的选择原则1. 光源亮度要足够光源亮度足够是保证图像质量的前提。

如果光源亮度不足，会导致图像过暗、噪点过多等问题，影响图像的识别率。

因此，在选择光源时，要确保光源亮度足够。

2. 光源颜色要合适光源颜色是影响图像色彩的重要因素。

在机器视觉应用中，要根据不同的应用场景选择合适的光源颜色，以保证图像的色彩准确性。

比如，在检测红色产品时，应选择波长较短的光源，而在检测蓝色产品时，则应选择波长较长的光源。

3. 光源角度要合适光源角度是影响图像亮度和对比度的因素。

在机器视觉应用中，应根据不同的产品和检测要求选择合适的光源角度，以达到最佳的图像效果。

一般来说，光线垂直于被测物体的表面，可以得到最佳的图像效果。

4. 光源稳定性要好光源稳定性是影响图像质量的重要因素之一。

如果光源不稳定，会导致图像的亮度和对比度变化，影响图像的识别率。

因此，在选择光源时，要选择稳定性好的光源，以保证图像的稳定性和准确性。

三、常见的光源选择方案1. 均匀光源均匀光源是一种常见的光源选择方案。

它可以提供均匀的光照，使得被测物体的表面亮度均匀，并且可以减少表面反射和阴影的影响。

均匀光源适用于需要进行表面检测和缺陷检测的场合。

2. 点光源点光源是一种局部光源，可以提供高亮度的光照，使得被测物体的表面反射更强。

点光源适用于需要进行形状和尺寸检测的场合。

3. 环形光源环形光源是一种环形状的光源，可以提供均匀的光照，同时可以减少阴影的影响。

【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。

machine vision光源：直接照明光源、散射照明光源、背光照明光源、同轴照明光源和特殊照明光源1.沐光方式(直照):优点是亮度大、灵活、容易适应包装要求；缺点是：阴影和反光；常见的应用是：检测平面和有纹理的表面。

2.低角度方式(直照):优点是凸显表面结构，增强图像的拓扑结构；缺点是：热点和极度阴影；常见的应用是：检测平面和有纹理的表面。

3.条形方式(直照):通过调节光线的角度方向，可以检测到被测物体表面是否有光泽，是否有纹路，也可以检测到表面特征。

4.聚光方式:线性聚光方式常常配合线阵相机获得高质量的图像散射照明光源:对于表面平整光洁的高反射物体，直接照明方式容易产生强反光。

散射照明先把光投射到粗糙的遮盖物上(比如漫射板)，产生无方向、柔和的光，然后再投射到被检测物体上.1.低角度方式:与前述直接照明的低角度方式不同，散射方式的光源先经过内壁散射之后再均匀的照射到物体上，在提供均匀照明的同时，有效的消除了边缘的反射.2.扁平环状:扁平环状方式是在光源前面加了一块漫反射板，光源经过反射后再经过漫反射板，可以形成均匀漫射的顶光，避免了眩目光和阴影.3.圆顶方式(右图): 最适合表面有起伏、光泽的被测物体的文字检查4. 背光照明: 光源均匀的从被检测物体的背面，可以获得高清晰的轮廓，常用于物体外形检测、尺寸检测.5.同轴照明光源:LED的高强度均匀光线通过半镜面后成为与镜头同轴的光，如所示。

具有特殊涂层的半镜面可以抑制反光和消除图像中的重影，特别适合检测镜面物体上的划痕.6.特殊照明光源:特殊照明光源包括平行光光学单元、显微镜专用照明系统和按照客户要求定制的光源等。

颜色:对于不发光体来说又可分为透明体和不透明体两种，大部分是不透明体。

不透明体都具有反射或吸收不同波长的色光的能力，被吸收掉的色光我们是看不见的。

只有反射回来的色光才直接作用于我们的眼睛，所以我们看到的不透明体的颜色是反射光的颜色，这就是“反射色”。

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。

机器视觉中光源的特点及选择应用机器视觉是一种高精度、高速度的自动化检测技术，它的核心是通过图像识别和处理技术，对产品进行检测和质量控制。

而在机器视觉中，光源则是不可或缺的一部分，它能够影响着图像的质量和检测的精度。

本文将从机器视觉中光源的特点以及选择应用两个方面进行探讨。

一、机器视觉中光源的特点1.稳定性机器视觉需要对产品进行连续性的检测，因此光源的稳定性非常重要。

如果光源不稳定，那么会导致图像的质量不稳定，从而影响检测的精度。

2.色温在机器视觉中，色温是一个非常重要的因素。

如果光源的色温不合适，那么会导致图像的颜色不真实，从而影响检测的精度。

因此，在机器视觉中选择合适的色温的光源是非常重要的。

3.亮度光源的亮度也是机器视觉中需要考虑的因素之一。

如果光源的亮度太强或者太弱，都会影响到图像的质量和检测的精度。

因此，在选择光源时需要考虑到亮度。

二、机器视觉中光源的选择应用1.白光源白光源是机器视觉中最常用的光源之一。

它的特点是色温较高，亮度较均匀。

在机器视觉中，白光源常常用来检测表面的缺陷、裂痕、污渍等。

2.红外光源红外光源是机器视觉中一种非常特殊的光源。

它的特点是它可以穿透物体，从而得到物体内部的信息。

在机器视觉中，红外光源常常用来检测电子产品、玻璃制品等内部的缺陷。

3.激光光源激光光源是机器视觉中一种非常特殊的光源。

它的特点是它可以进行非常精确的测量。

在机器视觉中，激光光源常常用来检测金属制品、精密零件等的尺寸、位置等精度要求较高的项目。

总之，机器视觉中光源的特点和选择应用是非常重要的。

只有选择合适的光源，才能够确保机器视觉的检测精度和效果。

机器视觉光源的作用及分类一、引言机器视觉技术是近年来发展迅速的一种智能化技术，而光源则是机器视觉中不可或缺的重要组成部分。

本文将详细介绍机器视觉光源的作用及分类。

二、机器视觉光源的作用1. 提供合适的照明条件机器视觉需要适当的照明条件才能够获取高质量的图像数据。

光源可以提供足够亮度和均匀性，使得图像中物体表面反射出来的光线足够强，从而使得图像清晰、鲜明。

2. 提高图像对比度在不同物体表面颜色和材质相同的情况下，由于反射率不同，会导致图像中出现灰度差异较小的问题。

而通过改变光源波长和亮度等参数，可以提高物体表面反射率差异，从而提高图像对比度。

3. 减少环境干扰在实际应用场景中，环境因素如日光、灯光等会对图像采集产生干扰。

机器视觉光源可以通过选择合适波长、强度和方向等参数来减少环境干扰，提高图像质量。

4. 适应不同应用场景不同的应用场景需要不同的光源，例如在检测物体表面缺陷时需要使用红外光源，而在检测电子元器件时则需要使用紫外光源。

机器视觉光源可以根据实际需求进行选择和调整，以满足不同场景下的需求。

三、机器视觉光源的分类1. 白光源白光源是最常用的一种机器视觉光源，可以提供均匀、稳定、高亮度的照明条件。

白光源通常有冷白和暖白两种类型，在不同应用场景下选择合适类型的白光源可以得到更好的效果。

2. 红外光源红外光具有穿透性强、反射率低等特点，在检测物体表面缺陷、薄膜厚度等方面有广泛应用。

红外光通常分为近红外和远红外两种类型，其中近红外波长范围为700nm-1100nm，远红外波长范围为1100nm-3000nm。

3. 紫外光源紫外光具有较短波长、高能量等特点，在检测电子元器件、荧光物质等方面有广泛应用。

紫外光通常分为近紫外和远紫外两种类型，其中近紫外波长范围为200nm-400nm，远紫外波长范围为400nm-3000nm。

4. 激光光源激光光源具有高亮度、高单色性、高直线度等特点，在精密测量、三维成像等方面有广泛应用。

机器视觉中光源的特点及选择应用机器视觉是一种通过光学传感器等多种手段来捕捉并分析图像，从而实现自动检测及控制等自动化技术。

在机器视觉中，光源是至关重要的一个因素，光源的优劣与光源的选择将直接影响到图像获取的适宜性、成像质量以及处理效果等方面。

因此，本文将就机器视觉中光源的特点及选择应用进行详细地阐述。

1. 光源的种类在机器视觉中，可用的光源有多种类型，包括荧光灯、氙气灯、钨丝灯、LED灯等。

2. 光源的颜色光源的颜色对于图像的选择至关重要。

根据颜色的温度，可将光源分为冷光源和暖光源。

冷光源比较适合于追求精度和高亮度的应用，而暖光源则更多用于温和的应用以及成像效果对色彩的要求较高的领域。

3. 光源的亮度亮度是光源的一个非常关键的因素，可以通过灯泡的大小体积、功率等来进行调节。

在机器视觉中，光源的亮度决定了图像的清晰度和细节度。

一般来说，在机器视觉的应用中，需要对光源进行定制，以便实现对图像所需的光源强度的精确控制。

4. 光源的形式光源的形式决定了光束的散发结构及其能达到的场景范围。

常见的光源形式有点光源、线状光源及面散光源。

这些不同形式的光源适用不同的应用场景。

5. 光源的选择在进行光源的选择时，需要考虑到以下几个因素：1) 场景条件：光线越暗，光线控制就越需要得到侧重。

2) 对象的表面：不同的表面有不同的反光性，因此选择适宜的光源对于获得明确的成像效果是至关重要的。

3) 采集设备的类型：不同的摄像头有不同的基础要求，因此在进行光源的选择时需要根据采集设备的具体特点进行选择。

总之，机器视觉的光源对于机器视觉的应用以及图像处理有着非常大的影响。

因此在进行机器视觉设计及实践中，需要根据具体的采集目标，从多个角度出发综合考虑各因素，以便获得适宜的成像效果。

机器视觉中的光源与打光机器视觉主要解决四大问题：定位、测量、检测、识别。

在机器视觉中打光和光源影响着系统的稳定性，比如在测量应用中，光照发生10%-20%的变化，就可能导致图像边缘偏移1-2个像素，这些问题在算法层面是不容易解决的。

所以了解光源和打光非常重要。

照明方式直接照明直接将光射向物体，得到清楚的影像。

当需要得到高对比度物体图像的时候，这种类型的光很有效。

但是当它照在反光材料上时，会引起镜面的反光。

通用照明一般采用环状或点状照明。

环灯很容易安装在镜头上，可给漫反射表面提供足够的照明。

暗场照明暗场照明暗场照明时相对于物体表面提供低角度照明。

假设相机拍摄镜子，在其视野内如果能看见光源就认为是亮场照明，相反的在视野中如果看不到光源就是明场照明。

因此光源是亮场照明还是明场照明于光源的位置有关。

暗场照明应用于对表面部分有凸起的部分的照明或表面纹理变化的照明。

背光照明从物体表面射过来君君视场的光。

通过相机可以看到物面的侧面轮廓。

背光照明常用于测量物体的尺寸和方向。

背光照明产生了很强的对比度。

应用背光技术的时候，物体表面特征可能丢失。

例如，可以应用背光照明测量硬币的直径，但是却无法判断硬币的正反面。

同轴照明同轴光的形成即通过垂直镜头方向发出的发散光，射到一个使光向下的分光镜上，相机从上面通过分光镜看物体。

这种类型的光源对检测高反射的物体特别有帮助，还适合受周围环境产生阴影影响，检测面积不明显的物体。

漫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。

这种光源可以达到170立体角范围的均匀照明。

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