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视觉光源照明设计的要素

作者:康耐德智能 浏览:106 发表时间:2020-08-11 09:46:27 来源:网络资源

视觉项目中,如何选择理想的视觉打光方案这个过程中,我们需要考虑很多方面的因素,比如光的方向、光源的大小、形状、安装空间要求,光的强度、偏振、光线均匀度、漫射光还是平行光、目标的背景等,使用视觉光源的颜色、色温、目标大小、工作距离、发射角度、发光器件等也是需要考虑的因素。



机器视觉系统的核心部分是图像采集和图像处理,图像本身的质量对整个视觉系统的影响极为关键。而机器视觉光源则是决定整个机器视觉系统图像质量的重要因素,通过选择合适的视觉光源,可以使图像中的目标特征与背景信息得到合理分离,从而大大降低图像处理的难度,提高系统的稳定性和可靠性。


良好的[视觉光源]颜色选择可以使需要被观察的特征与需要被忽略的图像特征之间产生大的对比度,即特征与其周围的区域之间有足够的灰度量区别,从而易于特征的区分。为了大程度区分被观察物和背景,通常选择互补色光源,例如,当被观察物为绿色时,选择红色光源背景能提高对比度。

影响视觉光源照明设计的几个要素

1.方向

选择不同的光源,控制和调节照射到物体上的入射光的方向是机器视觉系统设计的最基本的参数,它取决于光源的类型和相对于物体放置的位置。

a.直射光:入射光基本上来自一个方向,射角小,它能投射出物体阴影;

b.散射光:入射光来自多个方向,甚至于所有的方向,它不会投射出明显的阴影。


2.光谱

光是由单一的或多种成份的光谱组成的,如日光的光谱就是由从红外到紫外的所有光谱组成的。人眼能感觉的光谱范围在380nm780nm之间,即从红色780nm到紫色380nm。光源的颜色,取决于光源所产生的光的类型,以及光源或摄像机镜头上的光学滤色镜。



3.偏振性

偏振性又称极化光,是光波的一种特性,光在传播时,一般的光波的震荡方向是不定的,而极化光的震荡方向则处在一个确定的平面上。光波的这种定向性,在镜面式的反射光中保留了这种偏振性,而漫散式的反射光则丢失了。这样就可以使用光线的偏振性来消除镜面反射光的影响。


4.强度

光照的强度会影响相机的曝光,光线不足则意味着低对比度。加大放大倍数,可能同时将噪音放大;加大镜头的光圈,景深减小,增加了散热的可能。反过来,强度过大会浪费能量,并带来散热的问题。



5.均匀性

在所有的机器视觉应用中,都会要求均匀的光照。由于光源随着距离的增加和照射角的偏离,其照射强度减小,所以在对大面积物体照明时,会带来较大的问题,有时只能做到视场的中心位置保持均匀。


照明系统是机器视觉系统中关键的部分之一,视觉光源直接影响到图像的质量,进而影响到系统的性能。好的打光设计能够使我们得到一幅好的图像,从而改善整个系统的分辨率,简化软件的运算。



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