机器视觉-光源

机器视觉系统简介

一般可分为以下四个部分

  • 照明与光源
  • 摄像头或传感器
  • 图像采集卡或视觉系统
  • 应用软件

光源前言

选择光源时考虑的问题:

  1. 选择不同的光源(类型和颜色)
  2. 采用不同的照明方式

目的:

  1. 增强待处理特征
  2. 减弱无关物体和噪声
  3. 不会引入额外的干扰

理想的光源应该是明亮、均匀、稳定的

光源类型

高频荧光灯

优点:扩散性好、适合大面积均匀照射、价格便宜
缺点:机器视觉中为避免图像明暗变化,需要使用不低于22kHz的供电频率,光谱分布不均匀,在有些频率下有尖峰,寿命短、老化快。

光纤卤素灯

白炽灯的变种 玻璃的灯丝之间有一些卤族元素,延长了白炽灯的使用时间
冷光源
优点:亮度高
缺点:响应速度慢、寿命低

LED光源

发光二极管(LED)- 电致发光的半导体
亮度与电流有关

颜色与半导体材料有关 - 红外、可见光、近紫外
白光是由发蓝光的半导体加上黄磷涂层将蓝光转换为白光

优点:寿命长、可用作闪光灯、响应速度快、直流供电亮度易控、功耗小、发热小

缺点:性能与温度有关,温度越高性能越差

机器视觉中应用最多

颜色与滤镜

彩色物体反射一部分光谱,其他被吸收

比如绿色背景上的红色物体需要被增强,就可以用红色照明

CCD与CMOS对红外光敏感

滤光片:

  1. 例如红外截止滤光片加上后避免图像过亮,红外透过滤光片用以抑制可见光
  2. 光线在金属和绝缘体表面反射时光线会产生部分偏振,这时需要偏振滤镜

照明的方向性

漫射和直接照射

正面光:光源与摄像机位于被测物同一侧
背光: 光源与摄像机位于被测物两侧

明场照明:光源与被测物呈一定角度,使得绝大部分光反射到摄像机
暗场照明:如果光源位置使得大部分的光没有反射到摄像机,仅仅将照射到被测物体的特定部分的光反射到摄像机

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