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機器視覺檢測選擇正確光源的重要性

機器視覺檢測選擇正確光源的重要性

2022/9/22 9:28:23

如今是自動化生產時代,自動化生產領域和自動化檢測方面,機器視覺作出了突出的貢獻。機器視覺光源以及光源控制器是視覺自動化設備最重要的零部件之一。機器視覺光源的目的是為了取得一副好的圖像,簡化視覺算法,提高識別檢測效率,它直接確定了自動化設備的成與敗,屬于視覺集成中最重要的一個環節并被廣泛使用于視覺自動化設備中。

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、形成最有利于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;

影響光源的主要因素:

1、對比度

對比度對機器視覺來說非常重要。機器視覺應用的照明的最重要的任務就是使需要被觀察的特征與需要被忽略的圖像特征之間產生最大的對比度,從而易于特征的區分。對比度定義為在特征與其周圍的區域之間有足夠的灰度量區別。好的照明應該能夠保證需要檢測的特征突出于其他背景。

依靠機器視覺光源可以增強圖像的對比度,使用相同顏色的光或相近顏色的光源照射可以使被照射部分變亮;使用相反顏色的光或相近顏色的光源照射可以使被照射部分變暗。不同的波長,對物質的穿透力(穿透率)不同,波長越長,對物體的穿透力愈強,波長越短,對物質表面的擴散率愈大。

2、魯棒性

魯棒性就是對環境有一個好的適應。好的光源需要在實際工作中與其在實驗室中的有相同的效果。

3、亮度

當選擇兩種光源的時候,最佳的選擇是選擇更亮的那個。光源的亮度不夠,必然要加大光圈,從而減小了景深。

4、均勻性

均勻性是光源一個很重要的技術參數。均勻性好的光源使系統工作穩定。

5、可維護性

可維護性主要指光源易于安裝,易于更換。

6、壽命及發熱量

光源的亮度不易衰減過快,這樣會影響系統的穩定,增加維護的成本。發熱量大的燈亮度衰減快,光源的壽命也會受到很大影響。

機器視覺光源如何選擇,光源的好壞在于對比度、亮度和對位置變化的敏感程度,機器視覺光源包括LED光源、紫外照明系統、紅外光源、光纖照明系統、鹵素燈等。由于沒有通用的機器視覺照明設備,所以針對每個特定的應用實例,要設計相應的照明裝置,以達到最佳效果。機器視覺系統的視覺光源的價值也正在于此。

機器視覺光源如何選擇:

1、亮度:在兩種光源中選擇時,最佳的選擇是更亮的那個。當光源不夠亮時,可能有三種不好的情況會出現。第一,工業相機的信噪比不夠;由于光源的亮度不夠,圖像的對比度必然不夠,在圖像上出現噪聲的可能性也隨即增大。第二,光源的亮度不夠,必然要加大光圈,從而減小了景深。第三,當光源的亮度不夠的時候,自然光等隨機光對系統的影響會最大。

2、光源均勻性:不均勻的光會造成不均勻的反射。均勻關系到三個方面。第一,對于視野,在攝像頭視野范圍部分應該是均勻的。簡單地說,圖像中暗的區域就是缺少反射光,而亮點就是此處反射太強了。第二,不均勻的光會使視野范圍內部分區域的光比其他區域多。從而造成物體表面反射不均勻(假設物體表面對光的反射是相同的)。第三,均勻的光源會補償物體表面的角度變化,即使物體表面的幾何形狀不同,光源在各部分的反射也是均勻的。

3、光譜特征:光源的顏色及測量物體表面的顏色決定了反射到攝像頭的光能的大小及波長。白光或某種特殊的光譜在提取其他顏色的特征信息時可能是比較重要的因素。當分析多顏色特征的時候,選擇光源的時候,色溫是一個比較重要的因素。

4、壽命特性:光源一般需要持續使用。為使圖像處理保持一致的精確,視覺系統必須保證長時間獲得穩定一致的圖像。

5、對比度:對比度對機器視覺來說非常重要。機器視覺應用的照明的最重要的任務就是使需要被觀察的特征與需要被忽略的圖像特征之間產生最大的對比度,從而易于特征的區分。對比度定義為在特征與其周圍的區域之間有足夠的灰度量區別。好的照明應該能夠保證需要檢測的特征突出于其他背景。

審核編輯(
王靜
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