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视觉图像:光源选型基础

绪:视觉光源是影响视觉图像水平的重要因素,它直接影响输入数据的质量和至少30%的应用效果;视觉光源的作用至少有以下几种:1>.照亮目标,提高目标亮度;2>.形成最有利于图像处理的成像效果;3>.克服环境光干扰,保证图像的稳定性;4>.用作测量的工具或参照;
方法/步骤
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如何评价视觉光源的好坏?(1)对比度对比度:特征区域与其周围的区域之间有足够的灰度量区别;  机器视觉应用的照明的最重要的任务就是:使需要被观察的特征与需要被忽略的图像特征之间产生最大的对比度,从而易于特征的区分;好的视觉光源照明应该能够保证需要检测的特征突出于其他背景;(2)鲁棒性  鲁棒性:就是对环境有一个好的适应。好的视觉光源需要在实际工作中与其在实验室中有相同的效果;(3)亮度  当选择两种光源的时候,最佳的选择是选择更亮的那个。光源的亮度不够,必然要加大光圈,从而减小了景深;  (4)均匀性  均匀性是光源一个很重要的技术参数。均匀性好的光源使系统工作稳定。(5)可维护性  可维护性主要指光源易于安装,易于更换。  (6)寿命及发热量光源的亮度不易衰减过快,这样会影响系统的稳定,增加维护的成本。发热量大的灯亮度衰减快,光源的寿命也会受到很大影响。

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如何依靠光源增强图像对比度?  使用相同颜色的光或相近颜色的光源照射可以使被照射部分变亮;    使用相反颜色的光或相近颜色的光源照射可以使被照射部分变暗;  不同的波长,对物质的穿透力(穿透率)不同,波长越长,对物体的穿透力愈强,波长越短,对物质表面的扩散率愈大。

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选光源的一些技巧:  Ø  需要前景与背景更大的对比度,可以考虑用黑白相机与彩色光源   Ø  环境光的问题,尝试用单色光源,配一个滤镜  Ø  闪光曲面,考虑用散射圆顶光  Ø  闪光,平的,但粗糙的表面,尝试用同轴散射光  Ø  看表面的形状,考虑用暗视场(低角度)  Ø  检测塑料的时候,尝试用紫外或红外光  Ø  需要通过反射的表面看特征,尝试用低角度线光源(暗视场)  Ø  单个光源不能有效解决问题时考虑用组合光源  Ø  频闪能够产生比常亮照明20倍强的光

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选择光源的角度:  根据期望的图像效果,选择不同入射角度的光源。高角度照射,图像整体较亮,适合表面不反光物体;低角度照射,图像背景为黑,特征为白,可以突出被测物轮廓及表面凹凸变化;多角度照射,图像整体效果较柔和,适合曲面物体检测;背光照射,图像效果为黑白分明的被测物轮廓,常用于尺寸测量;同轴光照射,图像效果为明亮背景上的黑色特征,用于反光厉害的平面物体检测;不同角度光源的示意图如下:

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选择光源的形状和尺寸:主要分为圆形、方形和条形;通常情况下选用与被测物体形状相同的光源,最终光源形状以测试效果为准;光源的尺寸选择,要求保障整个视野内光线均匀,略大于视野为佳。                               选择是否用漫射光源:如被测物体表面反光,最好选用漫反射光源。多角度的漫射照明使得被测物表面整体亮度均匀,图像背景柔和,检测特征不受背景干扰。

注意事项
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被测物体表面反光,最好选用漫反射光源;

2

波长越长,穿透能力越强; 波长越短,扩散能力越强;

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使用相同颜色的光或相近颜色的光源照射可以使被照射部分变亮;

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使用相反颜色的光或相近颜色的光源照射可以使被照射部分变暗;

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