在一幅机器视觉的图画中,对比度代表着图画信号的质量,它反响了两个区域间的不同,比方物体和布景的不同。因而,规划光源照明的第一步是感觉区域间的不同,通过适宜的光源规划能够使图画中的方针信息与布景信息最佳别离。
一般情况下,假如运用是非相机,又对被测物体的色彩挑选没有特其他要求,赤色是比较适宜的挑选。由于赤色LED寿命长、安稳、价格低廉,更重要的是赤色LED的波长更挨近传感器的灵敏度峰值,而一般的CCD对紫色、蓝色的光肤浅程度没有红光强。假如进行五颜六色成像,则一般考虑运用白色光源。
此外,挑选最佳的光源计划,还需求归纳考虑光源的强度、偏振、均匀度、方向、巨细、形状、漫射光、平行光、布景、色彩、色温、作业间隔、视点、物体巨细、发光器材等。关于每种不同自食其力特征的被检测物品,机器视觉工程师一般需求挑选不同的照明方法,才干得到抱负的产品图画特征,甚至有是有需求不断的研讨讨论,挑选多种光源组合的方法来到达检测要求。
在LED灯很多遍及之前,还有荧光灯,卤素灯等等类型,高频荧光灯的热扩散功能更好,而卤素灯的亮度更高。
但归纳考虑,LED灯全体功能要更为优异。LED灯由LED灯珠组合规划而成,具有以下多种长处:
一个好的打光计划是一个优异的机器视觉项目的开端,打光能够使咱们得到一个对比度更强,噪声更小,鲁棒性更高的拍照环境,获取更为优质的源图画,得到事半功倍的作用(如下图OCR辨认)。
条形光源由LED排成直线组合而成,照度高,光源指向性强,照明作用也契合直线型规则;选用特别光学透镜,有用改动LED照耀视点;选用规范模具成型、拼接装置,结构安稳;可选漫射版导光,光线均匀;尺度、色彩能够依据不得要领需求定制。可用于电子元件辨认与缺点检测,文字、形状辨认等。
环形光源分为笔直照耀环形光源,视点照耀环形光源,低视点环形光源,无影环形光源等等,可结合后续打光方法进行剖析。
背光源运用超高亮度LED进行正面笔直照耀,供给红、绿、蓝、白、红外、紫外等色彩;通过特别导光资料优化光路,平行性好;合适外观检测,或许尺度丈量。可装置于底部背光源和侧部背光源外表。
同轴光源选用特别照明规划,到达高均匀性;特别导热资料,散热好,安稳性高;运用分光镜头,供给优质光学作用。广泛用于半导体、PCB板、以及金属零件的外表成像检测,具有很好的均匀性,对光亮外表上的反常特征成像杰出,表现力好。
然后咱们看打光方法。不得不知道的几种打光方法,包含亮场照明,暗场照明,前向光漫射照明,背光照明,同轴光照明等等。
如上左图,一个环形光源以大于45度的入射视点照耀工件,光线将直接射入到相机镜头中,在相机看到的画面中,工件整个外表都将被照亮,即为亮场照明,也叫前向光直射照明,示例如下图。
与亮场照明相对应的即为暗场照明,暗场照明中光线度的入射视点照耀工件,暗场照明拍照到的工件的边际、划痕等改变梯度大的当地将会十分显着,为什么呢?
如上图,光源在旁边面以较小的入射角射向工件外表(蓝色的线),相机处于工件的正上方。关于工件平坦的区域,光线将会以相同小的出射角被反射出去,而凸起或许洼陷等部位,将会把光线反射到坐落工件正上方的相机镜头内。然后完成了对边际、划痕等的肤浅作用。
漫射照明相同使用了光的反射原理。选用上图两种打光方法,能够使工件外表有来自各个方向的光,然后能够到达消除暗影或许消除眩光的作用。
背光照明是将光源放置在相关于摄像头的物体的反面。这种照明方法与其他照明方法有很大不同,由于该打光方法重视的不是反射光而是入射光。
背光照明产生了很强的对比度。使用背光技能时分,物体外表特征可能会丢掉。例如,能够使用背光技能丈量硬币的直径,可是却无法判别硬币的正反面。可是却能够明晰的捕获概括。
背光照明适用于零件的尺度检测,外观检测,以及通明物体的概括检测。如下图香水瓶的液位检测(香水瓶后边即为矩形背光源)。
在香水瓶的液位检测中,左边为880nm的绿光,右侧为470nm的蓝光。尽管打光方法都为背光照明,但因香水瓶的自食其力不同波长的作用也不同。因而在设定打光计划时还要考虑光的色彩等要素。
同轴光源使用一片分光镜,能够完成以90度笔直的入射角照耀被测物体并以笔直的视点反射光线。这种打光方法能够消除物体外表的不平坦引起的暗影,然后削减搅扰,还能够消除反光,进步成像明晰度,使光均匀照耀物体外表。
同轴照明技能关于完成扁平物体且有镜面特征的外表的均匀照明很有用。此外此技能还能够完成使外表视点改变部分高亮,由于不笔直于摄像头镜头的外表反射的光不会进入镜头,然后形成外表较暗。
照明技能是一门科学,并非建议一个打光就能够完美呓语的,在不得要领项目中应该从多个视点,如光的反射,光波的穿透性,光的色彩等多个方面去考虑到达预期的作用。