SC Intro Machine Vision Lighting
机器视觉照明介绍 系列培训：机器视觉照明
主讲人：
你的姓名 查找、追踪和控制解决方案
欢迎参加Microscan的机器视觉照明系列培训。 本次培训将给您介绍视觉机器照明。
1
机器视觉照明介绍
机器视觉照明介绍 本次培训内容：
什么是机器视觉照明？
了解一些照明概念
利用有效照明使对比度最大
形成图像的三要素
光线特征
形成对比度
环境考虑
©Microscan Systems, Inc. 保留所有权利
光源是机器视觉中最重要的、也是常常被忽视的一个方面。 包含有效机器视觉照明的基本概念以及形成图像的要素。
在这次介绍中，我们将
2
机器视觉照明介绍
什么是机器视觉照明？
机器视觉照明的定义是计算机控制的光测量。
照相机并不能看见物体，而是看见从物体表面反射过来的光。
这其中成功的90%来自恰当的照明。 使用室内灯光作为光源的起皱铝箔
使用持续漫射灯（CDI）作为光源的 起皱铝箔
结论： 如果照相机无法看见部件或标记，那么就无法辨识这个部件或标记，也无从检验。 ©Microscan Systems, Inc. 保留所有权利
- 机器视觉照明是视觉系统的一个组成部分，其作用是照明一个部件或特征部位以便 检验。 - 照相机并不能直接看见物体，而是看见从物体表面反射过来的光。 - 恰当的照明是获得准确可靠的结果的关键因素 - 在这个例子中，左图是使用没有经过控制的室内环境光照射在起皱铝箔上效果。 图像中的印刷字符几乎无法辨认。 右图是使用恰当的光源所得到的效果，这种照明 能获得出色对比度，铝箔表面的失效日期清晰可见。
3
机器视觉照明介绍
形成图像的3要素: 1.
照相机： 看见的是反射光，而不是部件本身
2.
部件：
以多种方式反射光线，研究部件特征
3.
光源：
宽带单色光源 照相机 光源
软件
©Microscan Systems, Inc. 保留所有权利
- 形成图像的基本要素是照相机、部件和某种类型的照明光源。 选择哪种光源取决 于具体的应用和检验环境。 - 照明光源可以是从发光二极管、荧光灯、白炽灯、光纤灯，在某些应用中甚至是太 阳光。 - Microscan使用的是LED光源，因为这种光源具有可靠的固态性能，能够在连续应用 和频闪应用中都能提供出色的热管理能力。
4
机器视觉照明介绍
了解一些照明概念：
使特征部位的对比度最大化的同时使其他部位对比度最小化
低对比度和不均匀照明会增加对图象扫描器的要求，延长处理时间。
高对比度可简化集成过程，提高可靠性。
环光灯：表面亮度不均匀会给检验带来困难
背光灯：高对比度图像使得只需要简单的检 验设置
©Microscan Systems, Inc. 保留所有权利
- 部件特征的变化模式决定了需要什么类型的光源。 大化的同时，使图像中的其他部分的对比度最小化。
目的是使目标特征的对比度最
- 特征部位对比度不足将导致处理时间更长、对处理能力的要求更高。 - 在这个例子中，我们可以在左图上看到环光灯在图像各个部分造成不均匀的对比度， 没有形成特征边缘的对比度。 - 右图显示了背光灯在图像各个部位形成一致的对比度，特征边缘轮廓也非常清晰。
5
机器视觉照明介绍
利用有效照明使特征对比度最大化：
环光灯
漫射同轴灯 （DOAL）
环光灯
背光灯
小型 高角环光灯
暗场
©Microscan Systems, Inc. 保留所有权利
在这些更多例子中，使用相同的部件、照相机和透镜，可以看到左边的三个部件上使 用不恰当的光源所导致的效果。 右边是使用恰当光源的效果。 使用恰当的光源， 图像中的数据矩阵码、灯泡灯丝和金属上的雕刻图的对比度很高，清晰可见。
6
机器视觉照明介绍
如何形成对比度： 1. 2.
3.
几何学： 改变光线的方向来改善对比度 改变特征部位的外形： –
使特征部位变暗或变亮都很重要
–
多数照明问题都是由于有太多的可见特征所导致的
特征分析 –
了解光在部件特征表面的行为规律
–
改变光线光谱来改善对比度
是什么使这个特征显得明亮？ ©Microscan Systems, Inc. 保留所有权利
- 形成对比度时，变化光源的几何学也可影响结果。 的特征，以优化对比度。
必须既考虑暗的特征又考虑亮
- 复杂部件上难以明显区别的特征可能要求专业光源技术形成特征对比度。 - 重要的是能够观察到光源照明在部件特征部位的效果。 - 在这个例子中，我们看到不同颜色的部件反射不同量的光到照相机。 中，有时可以利用这种变化来识别部件颜色。
在黑白应用
7
机器视觉照明介绍
控制照明环境： 注意太阳光线和顶灯光源 寻找周围区域的其他光源
顶灯开
顶灯关
©Microscan Systems, Inc. 保留所有权利
注意检验区域中的环境灯。 顶灯甚至是杂散的阳光也可对检验形成干扰。 某些情 况下，可能需要挡板或遮光罩来控制环境影响。
8
机器视觉照明介绍
机器视觉介绍 回顾：
照相机并不能直接看见物体，而是看见从物体表面反射过来的光。 三要素：照相机、部件、光源 可用多种光源 使用不同的光源对视觉处理的要求有高有低 使目标特征的对比度最大化的同时，使其他部分的对比度最小化 注意太阳光线和顶灯光源的干扰
©Microscan Systems, Inc. 保留所有权利
总结而言，机器视觉极大地取决于光源照明。 了解光源，并在检验系统的早期设计 阶段做出正确决定，可以避免在系统开发后期需要重新开发的潜在风险。
9
机器视觉照明介绍
谢谢。 更多信息： •
如果您需要进一步了解关于光源照明的信息，建议您观看机器视觉照明系列的其他 教学演示，比如特征分析。
•
如果您对这个话题有任何问题，请发送邮件到 [email protected]。
©Microscan Systems, Inc. 保留所有权利
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欢迎参加Microscan的机器视觉照明系列培训。 本次培训将给您介绍视觉机器照明。
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机器视觉照明介绍
机器视觉照明介绍 本次培训内容：
什么是机器视觉照明？
了解一些照明概念
利用有效照明使对比度最大
形成图像的三要素
光线特征
形成对比度
环境考虑
©Microscan Systems, Inc. 保留所有权利
光源是机器视觉中最重要的、也是常常被忽视的一个方面。 包含有效机器视觉照明的基本概念以及形成图像的要素。
在这次介绍中，我们将
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机器视觉照明介绍
什么是机器视觉照明？
机器视觉照明的定义是计算机控制的光测量。
照相机并不能看见物体，而是看见从物体表面反射过来的光。
这其中成功的90%来自恰当的照明。 使用室内灯光作为光源的起皱铝箔
使用持续漫射灯（CDI）作为光源的 起皱铝箔
结论： 如果照相机无法看见部件或标记，那么就无法辨识这个部件或标记，也无从检验。 ©Microscan Systems, Inc. 保留所有权利
- 机器视觉照明是视觉系统的一个组成部分，其作用是照明一个部件或特征部位以便 检验。 - 照相机并不能直接看见物体，而是看见从物体表面反射过来的光。 - 恰当的照明是获得准确可靠的结果的关键因素 - 在这个例子中，左图是使用没有经过控制的室内环境光照射在起皱铝箔上效果。 图像中的印刷字符几乎无法辨认。 右图是使用恰当的光源所得到的效果，这种照明 能获得出色对比度，铝箔表面的失效日期清晰可见。
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机器视觉照明介绍
形成图像的3要素: 1.
照相机： 看见的是反射光，而不是部件本身
2.
部件：
以多种方式反射光线，研究部件特征
3.
光源：
宽带单色光源 照相机 光源
软件
©Microscan Systems, Inc. 保留所有权利
- 形成图像的基本要素是照相机、部件和某种类型的照明光源。 选择哪种光源取决 于具体的应用和检验环境。 - 照明光源可以是从发光二极管、荧光灯、白炽灯、光纤灯，在某些应用中甚至是太 阳光。 - Microscan使用的是LED光源，因为这种光源具有可靠的固态性能，能够在连续应用 和频闪应用中都能提供出色的热管理能力。
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机器视觉照明介绍
了解一些照明概念：
使特征部位的对比度最大化的同时使其他部位对比度最小化
低对比度和不均匀照明会增加对图象扫描器的要求，延长处理时间。
高对比度可简化集成过程，提高可靠性。
环光灯：表面亮度不均匀会给检验带来困难
背光灯：高对比度图像使得只需要简单的检 验设置
©Microscan Systems, Inc. 保留所有权利
- 部件特征的变化模式决定了需要什么类型的光源。 大化的同时，使图像中的其他部分的对比度最小化。
目的是使目标特征的对比度最
- 特征部位对比度不足将导致处理时间更长、对处理能力的要求更高。 - 在这个例子中，我们可以在左图上看到环光灯在图像各个部分造成不均匀的对比度， 没有形成特征边缘的对比度。 - 右图显示了背光灯在图像各个部位形成一致的对比度，特征边缘轮廓也非常清晰。
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机器视觉照明介绍
利用有效照明使特征对比度最大化：
环光灯
漫射同轴灯 （DOAL）
环光灯
背光灯
小型 高角环光灯
暗场
©Microscan Systems, Inc. 保留所有权利
在这些更多例子中，使用相同的部件、照相机和透镜，可以看到左边的三个部件上使 用不恰当的光源所导致的效果。 右边是使用恰当光源的效果。 使用恰当的光源， 图像中的数据矩阵码、灯泡灯丝和金属上的雕刻图的对比度很高，清晰可见。
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机器视觉照明介绍
如何形成对比度： 1. 2.
3.
几何学： 改变光线的方向来改善对比度 改变特征部位的外形： –
使特征部位变暗或变亮都很重要
–
多数照明问题都是由于有太多的可见特征所导致的
特征分析 –
了解光在部件特征表面的行为规律
–
改变光线光谱来改善对比度
是什么使这个特征显得明亮？ ©Microscan Systems, Inc. 保留所有权利
- 形成对比度时，变化光源的几何学也可影响结果。 的特征，以优化对比度。
必须既考虑暗的特征又考虑亮
- 复杂部件上难以明显区别的特征可能要求专业光源技术形成特征对比度。 - 重要的是能够观察到光源照明在部件特征部位的效果。 - 在这个例子中，我们看到不同颜色的部件反射不同量的光到照相机。 中，有时可以利用这种变化来识别部件颜色。
在黑白应用
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机器视觉照明介绍
控制照明环境： 注意太阳光线和顶灯光源 寻找周围区域的其他光源
顶灯开
顶灯关
©Microscan Systems, Inc. 保留所有权利
注意检验区域中的环境灯。 顶灯甚至是杂散的阳光也可对检验形成干扰。 某些情 况下，可能需要挡板或遮光罩来控制环境影响。
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机器视觉照明介绍
机器视觉介绍 回顾：
照相机并不能直接看见物体，而是看见从物体表面反射过来的光。 三要素：照相机、部件、光源 可用多种光源 使用不同的光源对视觉处理的要求有高有低 使目标特征的对比度最大化的同时，使其他部分的对比度最小化 注意太阳光线和顶灯光源的干扰
©Microscan Systems, Inc. 保留所有权利
总结而言，机器视觉极大地取决于光源照明。 了解光源，并在检验系统的早期设计 阶段做出正确决定，可以避免在系统开发后期需要重新开发的潜在风险。
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机器视觉照明介绍
谢谢。 更多信息： •
如果您需要进一步了解关于光源照明的信息，建议您观看机器视觉照明系列的其他 教学演示，比如特征分析。
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