視覺光源

視覺光源

機器視覺系統的核心是圖像採集和處理。所有信息均來源於圖像之中,圖像本身的質量對整個視覺系統極為關鍵。而視覺光源則是影響機器視覺系統圖像水平的重要因素,因為它直接影響輸入數據的質量和至少30%的套用效果。

機器視覺系統中最關鍵的一個方面就是選擇正確的照明,視覺光源直接影響到圖像的質量,進而影響到系統的性能。所以我們說視覺光源起到的作用:就是獲得對比鮮明的圖像。

機器視覺系統中為什麼要用視覺光源

機器視覺系統的核心是圖像採集和處理。所有信息均來源於圖像之中,圖像本身的質量對整個視覺系統極為關鍵。而視覺光源則是影響機器視覺系統圖像水平的重要因素,疑問它直接影響輸入數據的質量和至少30%的套用效果
通過適當的光源照明設計,使圖像中的目標信息與背景信息得到最佳分離,可以大大降低圖像處理算法分割、識別的難度,同時提高系統的定位、測量精度,使系統的可靠性和綜合性能得到提高。反之,如果視覺光源設計不當,會導致在圖像處理算法設計和成像系統設計中事倍功半。因此,光源及光學系統設計的成敗是決定系統成敗的首要因素。在機器視覺系統中,視覺光源的作用至少有以下幾種:
1>.照亮目標,提高目標亮度;
2>.形成最有利於圖像處理的成像效果;
3>.克服環境光干擾,保證圖像的穩定性;
4>.用作測量的工具或參照;
由於沒有通用的機器視覺照明設備,所以針對每個特定的套用實例,要設計形影的照明裝置,以達到最佳效果。機器視覺系統的視覺光源的價值也正在於此。

視覺光源的分類

1、環形光源
環形光源提供不同照射角度、不同顏色組合,更能突出物體的三維信息;高密度LED陣列,高亮度;多種緊湊設計,節省安裝空間;解決對角照射陰影問題;可選配漫射板導光,光線均勻擴散。套用領域:PCB基板檢測,IC元件檢測,顯微鏡照明,液晶校正,塑膠容器檢測,積體電路印字檢查
2、背光源
用高密度LED陣列面提供高強度背光照明,能突出物體。的外形輪廓特徵,尤其適合作為顯微鏡的載物台。紅白兩用背光源、紅藍多用背光源,能調配出不同顏色,滿足不同被測物多色要求。套用領域:機械零件尺寸的測量,電子元件、IC的外型檢測,膠片污點檢測,透明物體劃痕檢測等。
3、條形光源
條形光源是較大方形結構被測物的首選光源;顏色可根據需求搭配,自由組合;照射角度與安裝隨意可調。套用領域:金屬表面檢查,圖像掃描,表面裂縫檢測,LCD面板檢測等。
4、同軸光源
同軸光源可以消除物體表面不平整引起的陰影,從而減少干擾;部分採用分光鏡設計,減少光損失,提高成像清晰度,均勻照射物體表面。套用領域:系列光源最適宜用於反射度極高的物體,如金屬、玻璃、膠片、晶片等表面的劃傷檢測,晶片和矽晶片的破損檢測,Mark點定位,包裝條碼識別。
5、AOI專用光源
不同角度的三色光照明,照射凸顯焊錫三維信息;外加漫射板導光,減少反光;不同角度組合;套用領域:用於電路板焊錫檢測。
6、球積分光源
具有積分效果的半球面內壁,均勻反射從底部360度發射出的光線,使整個圖像的照度十分均勻。套用領域:合於曲面,表面凹凸,弧形表面檢測,或金屬、玻璃表面反光較強的物體表面檢測。
7、線形光源
超高亮度,採用柱面透鏡聚光,適用於各種流水線連續檢測場合。套用領域:陣相機照明專用,AOI專用。
8、點光源
大功率LED,體積小,發光強度高;光纖鹵素燈的替代品,尤其適合作為鏡頭的同軸光源等;高效散熱裝置,大大提高光源的使用壽命。套用領域:適合遠心鏡頭使用,用於晶片檢測,Mark點定位,晶片及液晶玻璃底基校正。
9、組合條形光源
四邊配置條形光,每邊照明獨立可控;可根據被測物要求調整所需照明角度,適用性廣。套用案例:CB基板檢測,IC元件檢測,焊錫檢查,Mark點定位,顯微鏡照明,包裝條碼照明,球形物體照明等。
10、對位光源
對位速度快;視場大;精度高;體積小,便於檢測集成;亮度高,可選配輔助環形光源。套用領域:VA系列光源是全自動電路板印刷機對位的專用光源。

如何選擇視覺光源

一、前提信息
1、檢測內容
外觀檢查、OCR、尺寸測定、定位
2、對象物
①想看什麼?(異物、傷痕、缺損、標識、形狀等)
②表面狀態(鏡面、糙面、曲面、平面)
③立體?平面?
④材質、表面顏色
⑤視野範圍?
⑥動態還是靜態(相機快門速度)
3、限制條件
①工作距離(鏡頭下端到被測物表面距離)
②設定條件(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)
③周圍環境(溫度、外亂光)
④相機的種類,面陣or線陣
二、簡單的預備知識:
1.因材質和厚度不同、對光的透過特性(透明度)各異。
2.光根拠其波長之長短、對物質的穿透能力(穿透率)各異。
3.光的波長越長、對物質的透過力越強,光的波長越短、在物質表面的拡散率越大。
4.透射照明、即是使光線透射對象物、並観察其透過光之照明手法。
三、光源:
1.穏定均勻的光源極其重要
2.目的:將被測物與背景儘量明顕區分
3.摂取圖像時、最重要之處是如何鮮明地獲得:被測物與背景的濃淡差
4.目前、在圖像處理領域中最広范的技術手法是:二值化(白黒)處理
為了能夠突出特徵點,將特徵圖像突出出來,在打光手法上,常用的包括有明視野與暗視野。
明視野:用直射光來観察對象物整體(散亂光呈黒色)
暗視野:用散亂光來観察對象物整體(直射光呈白色)
具體的視覺光源選取方法還在於試驗的實踐經驗。

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