机器视觉之：为何要使用光源

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。

1. 人眼可见的光谱范围:380n2. 光源的作用：获得对比度鲜3. 图像质量的好坏取决于：1） 将感兴趣2） 尽量消除3） 提高信噪4） 减少因4．LED 光源颜色选择的依据就是不同波长的光源。

5．LED 光源可以分为2大类6．正面照明用于检测 物体的纯净度；7．正面光源按照光源结构可以8．环形灯用得最多，包括9．直射环形，适合 不反光物10．Dome 灯，也算漫反射的阴影。

主要用于检测球型或曲11．看图写出光源内型380nm-780nm 之间；比度鲜明的图像； ：图像边缘是否锐利；具体来说有以下四点：感兴趣的部分和其它部分的感兴趣的部分和其它部分的灰度值差异加大灰度值差异加大； 量消除不感兴趣的部分； 高信噪比高信噪比，，利于图像处理； 少因少因照射照射照射角度角度角度，，材质对图像的影响；依据：根据不同检测物体的表面特征和材质根据不同检测物体的表面特征和材质，，选用不大类：一类是正面照明，一类是背面照明； 物体的表面特征；背面照明用于 检测物体的轮廓 可以分为，环形灯、条形灯条形灯、、同轴灯 和 方形灯直射环形，漫反射环形, Dome 灯 等； 反光物体 的检测；漫反射环形，适合 反光物体 反射的一种，但它是通过 半球型的内壁 多次反射型或曲面物体。

本图是： 直射环形(垂直照选用不同的颜色选用不同的颜色，，也或者 通明物体的形灯。

检测 反射，可以完全消除垂直照射)本图是：带角度环形本图是：低角度环形环形水平照射环形本图是：水平照射本图是：直射漫反射漫反射本图是：低角度低角度漫反射本图是：同轴光灯本图是：背光照明12．直接照射环形按照射角度分，有直射环形(垂直照射), 带角度环形, 低角度环形和水平照射环形等。

可以理解就是：每个LED的光轴和环形灯外壳之间（其实就是与水平面）的夹角，依次为0°，20°，60°, 90°(具体情况可能会稍有变化)。

不同的角度适合不同的检测要求。

简述机器视觉光源的作用
机器视觉光源在机器视觉系统中起着至关重要的作用。

其主要作用如下：
1. 改善图像质量：机器视觉光源可以为被拍摄对象提供恒定、均匀的光线，减少图像中的阴影、反光等不良影响，提高图像的对比度和清晰度，从而使得图像处理及分析更加准确。

2. 提高检测稳定性：通过稳定的光源，确保在不同时间、不同环境下，被检测对象的图像特征保持一致，提高系统的检测稳定性和可靠性。

3. 突出目标特征：通过选择合适的光源类型、方向和颜色等参数，可以突出被检测对象的特定特征，使得图像处理算法更容易识别和提取这些特征。

4. 减少外部光源干扰：机器视觉光源可以降低对环境光线的依赖，减少外部光源对图像质量的影响，从而提高系统的抗干扰能力。

【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。

机器视觉光源解决方案
《机器视觉光源解决方案》
近年来，随着机器视觉技术的迅速发展，工业生产中对于光源的需求也日益增加。

在机器视觉系统中，选择合适的光源解决方案对于提高成像质量、提升生产效率至关重要。

一种常见的机器视觉光源解决方案是 LED 光源。

LED 具有高
亮度、稳定性好、寿命长等优点，非常适合于机器视觉系统的应用。

同时，LED 光源的波长范围广泛，可以满足不同的成
像需求，例如在检测不同颜色的产品时，可以选择合适的波长的 LED 光源，以确保检测的准确性和稳定性。

另外，激光光源也是一种常见的机器视觉光源解决方案。

激光光源具有小发散角、高能量密度等特点，非常适合于高精度的成像和测量任务。

在一些需要进行精确测量或者定位的应用中，激光光源的应用可以有效提高成像的精度和稳定性。

除此之外，还有一些特殊的机器视觉光源解决方案，例如红外光源、紫外光源等。

这些光源可以用于特定的应用，比如在夜视图像采集中使用红外光源，或者在一些检测任务中使用紫外光源，以提高成像的对比度和清晰度。

总的来说，选择合适的光源解决方案对于机器视觉系统的性能至关重要。

不同的应用场景需要不同的光源，因此在选择机器视觉光源解决方案时，需要充分考虑成像的需求，以及光源的特性和优势，以达到最佳的成像效果。

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。