深眸分享——机器视觉光源基础知识
在機器視覺中,光源的選擇對于成像效果和質量至關重要。不同的檢測對象,對光源的結構形狀、發光角度、照度值等都有特定的要求。只有選擇的光源合適,圖像中的目標特征與背景特征才能被穩定的區分,從而大大加強檢測的穩定性和檢出率。
光的特征
①?幾何光學中,光以直線傳播
“光柱”和太陽“光線”即是證明。
②?波動光學中,光以波的形式傳播
如水波紋,不同波長光呈不同顏色。
③?量子光學中,光的能量是量子化的
構成光的量子(簡稱光子),能引起膠片感光乳劑等物質的化學變化。
④?光速極快
真空中為3.0×10?m/s,空氣中速度略慢。折射率更大的介質中(水、玻璃),速度還要降低。
光的傳播
光是直線傳播(均勻介質中)的,但當光遇到另一介質(均勻介質)時方向會發生改變,改變后依然緣直線傳播。而在非均勻介質中,光一般是按曲線傳播的。以上光的傳播路徑可通過費馬原理來確定。
光沿前后左右上下各個方向傳播,光的亮度越亮,越不明顯看出,當光亮度較暗時,由發光體到照明參照物的光會擴大,距離越遠,擴散的越大,由最初的形狀擴散到消失為止。當發光體與照明參照物距離為零時,光的形狀才是發光體真正的形狀大小,所以光傳播的方向與光的亮度、光與照明參照物的距離有關。
光源選型流程技巧
① 明確需求、照射產品和檢測內容。
② 分析目標與背景成像間最大差異。
③ 詢問有無限制條件。
④ 用實際光源測試,得到最好效果圖。
常用打光方式
① 背部打光:
主要在明亮的背景下創建物體的深色輪廓。最常用于檢測是否存在孔洞和間隙,零件擺放、定向或測量物體等。
②?透射打光:
光源在產品下方,入射光經過折射穿過物體后出射光線,被透射的物體為透明體或者半透明體,如玻璃、薄膜等,若透明體是無色的,除少數光被反射外,大多數光均透射物體。
③反射打光:
主要分為高角度反射打光和低角度反射打光。高角度反射打光是線方向與檢測面相對垂直,表面平整部位反光相對容易進入鏡頭之中,在成像中顯示偏亮。不平整部位。如凹坑、劃傷等表面結構較為復雜的情況,反光較為雜亂,只有較少部分光線可以折射到鏡頭當中,因此在成像中效果會偏暗。
低角度打光是線方向與檢測面相對接近平行,表面平整部位相對無反射光線進入鏡頭中,在成像中顯示偏暗不平整部位。如凹坑、劃傷等表面結構較為復雜,反光會較為雜亂,部分光線可以折射到鏡頭中,在成像中表現較亮。
總結
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