边干边学机器视觉_光源选择部分

机器视觉光源选择的概述机器视觉是自动化的一部分，是一门涉及人工智能、计算机科学、图像处理、模式识别等前沿技术的行业，综合电气、机械、光学、计算机软硬件等各方面的技术，把图像中的特征信息通过一定的算法提取出来，进行处理并加以理解，最终应用到实际工程中。

因为目标信息包含在图像中，所以图像本身的质量对整个视觉系统而言就成为了关键所在。

例如对于尺寸测量，采取理想的打光方式，采集到的图像边缘清晰，特征明显，很容易提取到目标轮廓信息，可以使用简易快速的算法测量，得到结果。

这对提高软件的稳定性与快速性有很大的帮助。

但是每一种实际应用对图像质量的要求是不相同的，有时需要清晰的图像，有时反而模糊的图像对特征提取更理想。

初学者可能没有这样的感觉，但是对于资深老手来说，看似简单容易的光学系统，其实是机器视觉系统最为关键的部分，往往关系到视觉系统的成败。

打光的主要目标是选择合适的光源以某种合适的方式将光线投射到被测物体上，突出被测特征部分与背景的对比度，降低后续软件算法的难度，提高软件的稳定性。

好的光学系统能够改善整个视觉系统的分辨率，简化软件的运算量，提高视觉系统的精度与稳定性；不合理的光学习太，容易引起很多问题：1、曝光过度则隐藏许多重要特征信息。

2、阴影会引起边缘、位置的误检。

3、信噪比过低、均匀性不好，则导致图像阈值分割困难，系统稳定性下降等。

视觉项目中，如何才能选择到最佳的打光方案呢？这个过程中，我们需要考虑很多方面的因素，比如光的方向、光源的大小、形状、安装空间要求，光的强度、偏振、光线均匀度、漫射光还是平行光、目标的背景等，使用光源的颜色、色温、目标大小、工作距离、发射角度、发光器件等也是需要考虑的因素。

从项目经验来看，针对不同的检测样品，通常需要采用不同的打光方式才能得到理想的图像，能凸显目标物特征。

但也有某些样品使用多种不同类型的光源都可以适用，能得到理想的图像特征。

如小范围的字符识别，可能是条形光源、无影光源、环形光源、同轴光源等都可以适用。

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。

机器视觉光源的选择机器视觉光源选择一、机器视觉光源分类OPT机器视觉光源共有25大系列1、环形光源（OPT-RI系列）特点：环形光源提供不同角度照射，能突出物体的三维信息，有效解决对角照射阴影问题。

高密度LED阵列，高亮度；多种紧凑设计，节省安装空间；可选配漫射板导光，光线均匀扩散。

应用：PCB基板检测；IC元件检测；显微镜照明；液晶校正；塑胶容器检测；集成电路印字检测；通用外观检测。

2、条形光源（OPT-LI系列）特点：条形光源是较大方形结构被测物的首选光源；颜色可根据需求搭配，自由组合；照射角度与安装随意可调。

应用：金属、玻璃等表面检查；表面裂缝检测；LCD面板检测；线阵相机照明；图像扫描。

3、高均匀条形光源（OPT-LIT系列）特点：高密度贴片LED，高亮度，高散射漫射板，均匀性好；良好的散热设计确保产品稳定性和寿命；安装简单、角度随意可调；尺寸设计灵活；颜色多样可选，可定制多色混合、多类型排布非标产品。

应用：电子元件识别与检测；服装纺织；印刷品质量检测；家用电器外壳检测；圆柱体表面缺陷检测；食品包装检测；灯箱照明；替代荧光灯。

4、条形组合光源（OPT-LIM系列）特点：四边配置条形光,每边照明独立可控；可根据被测物要求调整所需照明角度，适用性广。

应用：PCB基板检测，IC元件检测；显微镜照明，包装条码照明；二次元影像测量。

5、同轴光源（OPT-CO系列）特点：高密度排列LED，亮度大幅提高；独特的散热结构，延长寿命，提高稳定性；高级镀膜分光镜，减少光损失；成像清晰，亮度均匀。

应用：此系列光源最适宜用于反射度极高的物体，如金属、玻璃、胶片、晶片等表面的划伤检测；芯片和硅晶片的破损检测，Mark点定位；包装条码识别。

6、底部背光源（OPT-FL系列）特点：用高密度LED阵列面提供高强度背光照明，能突出物体的外形轮廓特征，尤其适合作为显微镜的载物台；红白两用背光源、红蓝多用背光源，能调配出不同的颜色，满足不同被测物多色要求。

机器视觉光源选择部分机器视觉_光源选择部分第1章搭建机器视觉处理平台............................................................................ (1)1.1 选择光源............................................................................ . (1)1.1.1 常见的光源类型............................................................................ . (1)1.1.2 照明效果的优化............................................................................ . (5)1.1.3 光源评估服务............................................................................ .. (7)第1章搭建机器视觉处理平台通常，典型的机器视觉系统由以下四个部分——光源、相机、图像采集卡和图像处理软件组成，如图1.1所示。

图1.1 典型的机器视觉系统作为机器视觉系统开发工程师，我们必须根据实际需要选择好光源，相机，图像采集卡和图像处理软件。

下面本文将依次介绍如何选择光源，相机，图像采集卡和图像处理软件，并介绍一种对初学者来说性价比非常高的学习方案。

1.1 选择光源刚接触机器视觉系统时可能无法意识到光源选择恰当与否直接关系到系统的成败。

例如，把10斤红豆(待观察的对象特征)、10斤绿豆(不需要关注的物体)和10斤沙子(噪声)混合在一起让你在三分钟内把10斤红豆筛选出来和把10斤红豆、1斤绿豆、1斤沙子混合在一起让你在三分钟内把10斤红豆筛选出来，谁更容易些？显然干扰少(绿豆)，噪声低(沙子)的工作才能干的又快又好！选择光源的目标就是：1、增强待处理的物体特征；2、减弱不需要关注的物体和噪声的干扰；3、不会引入额外的干扰。

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。

机器视觉光源选择方法
选择机器视觉光源的方法取决于所需的应用和要解决的问题。

以下是一些常见的选择方法：
1. 光源亮度：选择光源时，要考虑所需的亮度级别。

亮度级别取决于要检测的目标的反射特性以及环境中的光照条件。

根据需要，可以选择高亮度的光源或调节光源的亮度。

2. 光源颜色：光源的颜色也是一个重要的选择因素。

不同颜色的光源对不同的物体表面有不同的反射特性。

例如，红外光源适用于红外成像，白光光源适用于一般的机器视觉应用。

3. 光源类型：常见的光源类型包括LED光源和激光光源。

LED
光源通常具有较低的功耗、较长的寿命和较低的成本，适用于大多数机器视觉应用。

激光光源则具有高亮度和窄束宽的特点，适用于需要高精度的测量和定位应用。

4. 光源稳定性：光源的稳定性对于机器视觉系统的准确性和重复性非常重要。

选择具有稳定输出的光源可以减少误差和测量的不确定性。

5. 光源调节能力：某些应用可能需要调节光源的亮度、颜色或其他参数。

因此，选择具有调节功能的光源可以更好地满足特定需求。

6. 光源配置：光源的布置和配置也会对机器视觉系统的性能产生影响。

根据应用需求，可以选择单个光源、多个光源阵列或特定的光源布局。

综上所述，选择机器视觉光源需要考虑多个因素，包括亮度、颜
色、类型、稳定性、调节能力和配置等。

根据具体的应用需求，可以选择最适合的光源。

机器视觉光源选型的三大技巧
1.明确应用场景：明确机器视觉应用场景，根据实际现场照明状况，把握被测件材质、颜色等特性，以此为基础，挑选出适宜的光源。

2.结合光源特性：了解常见光源特性，根据实际应用场景，例如
颜色要求、色差要求、光强需求等，结合自己的需求，来决定最终的
光源类型及数量。

3.尝试实现搭配：可以尝试多种光源搭配实现一定的目的，再结
合多光源搭配时应注意的事项，例如光源之间的互补有助于提高图像
质量，把握照明均匀程度。

目录第1章搭建机器视觉处理平台 (1)1.1 选择相机 (1)1.1.1 扫描类型(Scan type) (1)1.1.2 相机分辨率(Camera Resolution) (2)1.1.3 相机的图像传输方式 (3)1.2 选择图像采集板卡 (5)1.3 选择软件处理平台 (6)1.3.1 超高性价比的学习平台 (7)第1章搭建机器视觉处理平台1.1 选择相机光源选择好了以后，下一步就是选择相机。

通常，在工业相机的说明书上，会出现这样的指标，如图2.1所示。

图2.1 工业相机指标(来自)下面本文将详述工业相机常见的指标，以帮助大家选择合适的相机。

1.1.1扫描类型(Scan type)相机中的成像元件是CCD芯片。

如果CCD芯片只有一行感光器件(如图2.2左所示)，换句话说，每次只能对物体的一条线进行成像，那么，这种扫描类型成为线扫描(line scan)，这样的相机称为线阵相机。

如果CCD芯片的感光区是个矩形阵面(如图2.2右所示)，换句话说，每次能对物体进行整体成像，那么，这种扫描类型成为面扫描(line scan)，这样的相机称为面阵相机。

图2.2 面阵CCD vs. 线阵CCD面阵相机的优点是价格便宜，处理方面，可以直接获得一幅完整的图像。

线阵相机的优点是速度快，分辨率高，可以实现运动物体的连续检测，比如传送带上的滤波等带状物体(这种情况下，面阵相机很难检测)；其缺点是需要拼接图像的后续处理。

图2.3给出了线阵相机的一个成像实例，以帮助大家更好的理解线阵相机的成像过程。

图2.3 线阵相机成像实例按照扫描方式不同，面阵相机还可以分为隔行扫描(Interlaced scan)和逐行扫描(Progressive Scan)。

隔行扫描方式下一幅完整图像分两次显示，首先显示奇数场（1、3、5……），再显示偶数场（2、4、6……），如图2.4所示。

奇数场偶数场+帧=图2.4 隔行扫描成像过程隔行扫描相机的优点是价格便宜，但由于隔行扫描方式是先扫奇数场，再扫偶数场，所以隔行扫描相机在拍运动物体的时候容易出现锯齿状边缘或叠影。