機器視覺 光源種類

千里之行，始于足下。第2頁/共2頁精品文檔推薦機器視覺光源種類作者：seagull

光源專集

在第二界機器視覺技術(shù)及工業(yè)應(yīng)用國際研討會意見反饋表上，非常多參會的朋友在“您在機器視覺系統(tǒng)中最大的困難是啥？光源、鏡頭、相機、板卡、圖像軟件等，哪些是最需要幫助解決的？”80%的朋友都提出光源急需解決，中，在這個地方，我會借鑒許多朋友的經(jīng)驗(如TOM，CCS的王耀東先生)，并加上我對光源的明白，寫上一篇對于光源的文章，希翼對大伙兒有所幫助！在這篇文章中，我將以以下幾個主題來對光源做一具概述：一、光源的種類二、目前在中國的光源品牌三、怎么挑選光源

開場白：先讓我來闡述一下機器視覺系統(tǒng)工作的基本流程：取像=》分析=》結(jié)果輸出取像作為第一步，可想而知其重要性，取像的好壞直截了當(dāng)妨礙到后面的分析，因此光源的挑選就尤為重要。那我們?yōu)樯兑杉{光源了？光源到底有啥好處了？采納光源的目的要緊有以下幾點：1、是將待測區(qū)域與背景明顯區(qū)分開2、將運動目標(biāo)“凝固”在圖像上3、增強待測目標(biāo)邊緣清楚度4、消除陰影5、抵消噪光哈哈，開場白也完了，總該進入主題了，容我下面一一寫來！

一、光源的種類

那個話題就是老生常談了，懂的朋友就委屈一下，呵呵！在目前的機器視覺系統(tǒng)上，最常見的光源有以下幾種：熒光燈：即日常起居中所使用的熒光燈。鹵素?zé)?光纖導(dǎo)管：這是由一具鹵素?zé)襞?，在一具裝置（通常稱為，燈箱）中發(fā)光。再由光纖導(dǎo)管將鹵素?zé)羲a(chǎn)生的強光，轉(zhuǎn)向?qū)Ρ粶y物舉行照明。LED光源：即由多個LED以某一特定形狀，綜合對被測物舉行照明。這是目前被普遍采納的照明方式。有點地點也用到一些其他特別的光源（如激光，紫外光等）。下面我對上面講的幾種光源舉行一下比較：熒光燈，鹵素?zé)?，LED光源：成本熒光燈鹵素?zé)?光纖導(dǎo)管LED光源低高普通亮度差好普通穩(wěn)定度差普通好使用壽命普通差好復(fù)雜設(shè)計低普通高溫度妨礙普通差低

在三種光源中，目前機器視覺系統(tǒng)用的最多的是LED光源，可能有人會咨詢，為啥別用熒光燈和鹵素?zé)?光纖導(dǎo)管了？從上面的表格我們能夠看到，三種光源依然各有特群，在別同機器視覺系統(tǒng)中，我們是能夠依照自個兒別同的需求來挑選光源，但熒光燈亮度差和穩(wěn)定性差中國圖像網(wǎng)/

作者：seagull就決定了在許多機器視覺系統(tǒng)中被淘汰；鹵素?zé)?光纖導(dǎo)管其價格昂貴，并在實際的應(yīng)用中，使用壽命太短，使得使用者要定期的更換燈泡來保證亮度。以穩(wěn)定性和使用壽命為優(yōu)勢的LED光源自然就被使用者所普遍采納，但其亮度由于沒有鹵素?zé)?光纖導(dǎo)管好，因此在一些特定的場合鹵素?zé)?光纖導(dǎo)管，依然無法被LED光源所取代。講了那么多，別懂大伙兒是否對光源的分類有些了解了？下面我將進入到我的第二個主題：目前在中國市場的光源品牌。我想那個非常多人確信會比較關(guān)懷點。

二、目前在中國市場的光源品牌

熒光燈的品牌舉行一一列舉了，大伙兒隨便到賣電器市場去，大把大把的熒光燈，隨便你們挑，需要啥顏群的光都有。目前活躍在中國市場的鹵素?zé)?光纖導(dǎo)管品牌：國際品牌：

MORITEX會社是XXX乃至全世界聞名的光電設(shè)備儀器創(chuàng)造企業(yè)，產(chǎn)品包括半導(dǎo)體、電子、通信、醫(yī)療、生物工程、周密機電機器創(chuàng)造的許多高精尖領(lǐng)域。MORITEX的產(chǎn)品在現(xiàn)今世界上處于率先水平，有點產(chǎn)品代表當(dāng)今技術(shù)進展的方向。MORITEX在中國的分銷商，我所懂的，南方要緊是東莞市速美達(dá)自動化有限公司北方要緊是北京凌云光視圖像技術(shù)公司。

—我們令事物清楚可見肖特集團的光纖產(chǎn)品部門為諸如汽車,照明,醫(yī)用,工業(yè)和國防.等應(yīng)用市場提供高科技的解決方案。由于掌握玻璃、光纖和光纖元器件生產(chǎn)工藝，我們開辟以市場為導(dǎo)向的高端產(chǎn)品。我們具備率先的科技專有知識以及創(chuàng)新的理念，我們在全球范圍內(nèi)每時每分致力于使我們的客戶成功。SCHOTT目前在國內(nèi)的分銷商，要緊是上海錫明光電科技有限公司。國內(nèi)品牌：國內(nèi)目前也有非常多創(chuàng)造鹵素光纖的公司，但要緊都別用在機器視覺行業(yè)，因此我就別在一一列舉了。

目前活躍在中國市場的LED光源品牌LED光源既然在機器視覺行業(yè)應(yīng)用最為廣泛，

CCS成立于1992年，致力于圖像處理系統(tǒng)的LED光源的開辟、設(shè)計、創(chuàng)造和銷售，以及光技術(shù)的研究和圖像處理應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計和概念。是進入中國機器視覺光源市場的第一家國外企業(yè)。CCS在中國的代理要緊是：北方代理：中國大恒(集團)有限公司北京圖像視覺技術(shù)分公司；華東地區(qū)代理：上海流明圖像科技有限公司；華南地區(qū)代理：盈基科技（XXX）有限中國圖像網(wǎng)/

作者：seagull公司深圳辦事處。

MORITEX會社是XXX乃至全世界聞名的光電設(shè)備儀器創(chuàng)造企業(yè)，產(chǎn)品包括半導(dǎo)體、電子、通信、醫(yī)療、生物工程、周密機電機器創(chuàng)造的許多高精尖領(lǐng)域。MORITEX的產(chǎn)品在現(xiàn)今世界上處于率先水平，有點產(chǎn)品代表當(dāng)今技術(shù)進展的方向。MORITEX在中國的分銷商，我所懂的，南方要緊是東莞市速美達(dá)自動化有限公司北方要緊是北京凌云光視圖像技術(shù)公司。

美國Ai公司要緊生產(chǎn)各種LED照明光源。從90年開始，Ai公司就開始在機器視覺工業(yè)中應(yīng)用LED光源，93年正式成立LED光源設(shè)計創(chuàng)造公司。美國Ai公司目前在中國深圳有一具光源實驗室。

“東冠科技（上海）有限公司”是新加坡“OrientalSystemEngineering(Singapore)PteLtd”在上海成立的獨資公司，她要緊從事半導(dǎo)體集成電路生產(chǎn)線上的機器視覺系統(tǒng)以及測試封裝設(shè)備的研究開辟和生產(chǎn)?！皷|冠科技”目前在國內(nèi)除了上?？偛?，在北方是：北京和利時電機技術(shù)有限公司；在南方是：深圳市視覺龍科技有限公司。

科瑞自動化技術(shù)（深圳）有限公司成立于2001年7月，是以周密自動化設(shè)備及工裝模具的設(shè)計與創(chuàng)造為核心業(yè)務(wù)的新加坡外資企業(yè)。我們的宗旨是為客戶提供優(yōu)良性能價格比的產(chǎn)品與服務(wù)。

美國Photonscope,Inc.在中國的門戶企業(yè)：中美合資西安豐唐光電科技有限公司（Photonscope,Inc.）成立于2001年12月，是專業(yè)從事機器視覺檢測和光電傳感技術(shù)的開辟及應(yīng)用的中美合資高新技術(shù)企業(yè)。

三、怎么挑選光源

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作者：seagull

在開始寫怎么挑選光源前，我想非常多朋友對目前光源的照光方式別是非常了解，我先簡單的介紹一下：1、背景光法這種打光方式，是將被測物置于相機與光源之間（如下圖所示）。這種照明方法的優(yōu)點在于，可將被測物的邊緣輪廓清楚地勾勒出來。由于在圖象中，被測物所遮擋的部分為黑XXX，而未被遮擋的部分為白XXX，所以形成“黑白分明”的易于系統(tǒng)分析的圖象。此辦法，被應(yīng)用于90%測量系統(tǒng)中。

相機

被測物光源備注：普通光源公司都宣傳資料上是背光照明2、前景光法與“背景光”光相反，將燈源置于被測物與相機之前，我們稱之為“前景光照明”（如下圖所示）。在實際應(yīng)用中絕大多數(shù)事情下，都使用此種照明方式。前光式照明，又能夠分為“高角度”及“低角度”兩種，其區(qū)不在于光源與被測物待測表面的夾角大小的別同。高角度照明低角度照明

相機光源

相機

光源被測物被測物

在思考選用“高角度照明”或“低角度照明”時，則首先要思考被測物表面，待測部分，也背景部分的機理的別同。下面以字符檢測為例，關(guān)于兩種別同的打印方式（印刷式與刻字式），舉例講明兩種照明方式的別同應(yīng)用。印刷式字符側(cè)視圖

A

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待測部分背景部分

刻字式字符側(cè)視圖由上圖可知，別同打印字符的方式，造成待測部分的表面機理別同。所以關(guān)于/

作者：seagull這兩種字符的檢測，盡管同樣是選用前光式照明。但印刷式字符采納高角度照明，而刻字式字符則采納低角度照明。注意了，這個地方大伙兒也許會有些糊涂，我們需要采集出來的圖片基本上檢測部分為黑群，背景為白XXX！?。?！在下面的章節(jié)中我還會提到這個地方，假如大伙兒還明白的別是非常透徹，大伙兒能夠帶著疑咨詢往下讀。備注：普通光源公司宣傳資料上是直截了當(dāng)、間接沐光照明3、同軸光法將燈源置于被測物與相機之間，我們稱之為“同軸光照明”（如下圖所示）。

同軸光照明

相機光源被測物備注：光源公司宣傳資料是：同軸光照明在挑選光源之前，請先了解檢測的一些前提信息1、檢測內(nèi)容外觀檢查、OCR、尺寸測量、定位2、對象物A、想看什麼(異物、傷痕、損缺、敲痕、污染、標(biāo)識、形狀)?B、表面狀態(tài)(鏡面、糙面、曲面、平面)?C、立體?平面?D、材質(zhì)、表面顏XXX?E、視野范圍?F、動態(tài)依然靜態(tài)(相機快門速度)?3、限制條件A、工作距離(鏡頭下端到被測物表面的距離)B、設(shè)置條件(照明的大小、照明下端到被測物表面的距離、反射型or透射型)C、身邊環(huán)境(溫度、外亂光等)D、相機的種類(面陣or線陣)（一）、在實際項目中，非常多都會是尺寸測量。尺寸測量，在條件允許的事情下，您一開始就應(yīng)該想到是思考用背景光源，為啥了？請看下面的圖。

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作者：seagull

相機

被測物光源

我們需要檢測軟扁電纜線之間的間距是否一致，在上面得到圖片中，大伙兒能夠看到被測物的邊緣輪廓清楚地勾勒出來，如此我們能夠非常輕松的經(jīng)過分析得到軟扁電纜線之間的間距。假如條件別允許采納背景光源，這么就只能思考同軸光源了，請看下圖：

50%分束片

從上面的圖片中，我們就能夠明顯的感受到采納同軸光采取的圖片質(zhì)量效果要差于背景光源獵取的圖片質(zhì)量效果。就經(jīng)過同軸光采集的圖片，也同樣能夠經(jīng)過分析得到軟扁電纜線之間的間距，但加大了分析處理的難度。另外算是，同軸光源的價格要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于背景光源。做測量，假如精度方面要求別嚴(yán)格的話，也能夠采納條形光源，只是出來的效果確信要別如上面的兩種光源。（二）、實際項目中，我們會碰到外觀檢查和OCR、二維條碼、三維條碼讀取，當(dāng)拿到這種項目的時候，你第一優(yōu)先思考的算是我們上面所講的前景光源。中國圖像網(wǎng)/

作者：seagull我們先從下面的圖來分析。

高角度照明上圖中，我們采納的是前景光法中高角度照明方式，大伙兒能夠看到采集的圖片質(zhì)量也別是非常好。那我們換成低角度照明方式看看？

低角度照明

大伙兒從上面的兩幅采集的圖片，能夠非常明顯的看出采納低角度照明方式采集的圖片質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于高角度照明采集的圖片！大伙兒確信會咨詢，為啥差不那么大了？請大伙兒回到上面我談光源的打光方式，其中有一具圖：中國圖像網(wǎng)/

作者：seagull

A

待測部分背景部分

印刷式字符側(cè)視圖

我們這個地方采納高角度照明方式，由于芯片上面的文字是印刷上去的，因此當(dāng)光線打在文字上的時候，光線都反射了，進入到我們CCD的光線就非常少，而其他光滑的部分，光線就非常多折射到CCD，因此采集的圖片算是上面第一種方式中的圖片。而當(dāng)我們采納低角度光照明的時候，由于光線的角度非常低照耀到文字上，經(jīng)過文字的折射，進入到CCD的光線就很多，而光滑的表面，光線幾乎都折射掉了，全然無法折射到CCD，如此，采集的圖片算是上面第二種方式中的圖片了。告訴大伙兒一種固定的模式，那算是在芯片檢測上面印刷文字的時候，普通基本上采納低角度照明方式！然而，上面提到二維條碼，普通都才用高角度照明方式。嘿，打住，有朋友會咨詢了，能夠看到有點地點也用到高角度照明方式，得到的圖片和采納低角度照明方式已經(jīng)的圖片呀？恩，咨詢的好，在前景打光方式中，我們選用的光源有直截了當(dāng)和間接照明光源之分，也算是通常我們所講的明場和暗場。我們看下面的圖：

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作者：seagull

直射光

漫射光

漫反射板

璀璨射角窄

較暗射角寬

在有點事情下，也能夠采納暗場的方式照明，由于光線經(jīng)過漫反射板后光線四處折射，因此光線有一部分是從別同角度照耀到芯片文字上的，如此就會有相對照較多的光線折射進入CCD，從而有著低角度照明的效果，然而，請記住，如此采集的圖片質(zhì)量可是要遠(yuǎn)遠(yuǎn)差于直截了當(dāng)用低角度照明采集的圖片，為啥了？因為進入到CCD的光線少了非常多呀?。。。ㄈ┰谄渌囊恍?yīng)用中，如需要用到模板匹配，BLOB分析的地點，最好也能采納背景照明的方式，條件別允許，那就用前景光的方式。另外的一些，都是基本上前景光的方式可以滿腳要求，但要注意的是，假如想得到一具好的圖片，勤動手是最關(guān)鍵的，在推斷了大前提的條件下，比如選用前景光照明，從被測物到CCD之間的角度范圍內(nèi)，你能夠嘗試變換角度，也許會得到你意想別到的效果。（四）光源的作用，別僅僅不過給我們提供一張質(zhì)量好的圖片，有時候，經(jīng)過光源，我們還能夠獵取到我們所需要的參數(shù)喲！！非常別可思義吧，看看下面的圖片：！A、我們能夠經(jīng)過激光、線形光源或點LED光源獵取三維深度信息。

激光、線性光源或點Led光源

三維深度信息

固定角度照耀

中國圖像