理论知识
机器视觉光源照明设计所涉及技术
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时间:2014-04-08 16:51:33

 

        机器视觉技术的高品质成像能力依赖于整个系统的完美配合,光源作为整个系统最前端的组件设备,为系统的清晰成像打好了基础。光源的存在,使得被测物中的目标信息与背景信息得到了最佳的分离,最大程度的减少了背景信号干扰,降低了系统获取图像的难度,提高了系统定位及测量的精度,尤其在科研、医学、天文等众多对光线有着较高要求的新葡京应用领域有着非常重要的意义。

        在光源照明构建过程中,使被测物特征与背景图像特征之间产生最大对比度是设计的最终也是主要目标,因此,所需关注的技术或是特性就应以此为参考方向。目前,综合不同光照要求下的各种照明设计,主要涉及到以下五种:

        明/暗场照明:暗场照明是相对于物体表面提供低角度照明,在使用相机拍摄物体时,如果镜头处在反射光线的视野内,属于明场照明,否则属于暗场照明。因此,决定是明场照明还是暗场照明的关键就在于相机和光源的相对位置。

        背光照明:从物体背面射过来均匀视场的光,背光照明能够产生较强的对比度,常用于测量物体的尺寸和定位物体的方向,但物体表面特征可能会丢失。

        漫射照明:常应用于反射性不规律或有复杂角度的物体表面,以减小阴影及镜面反射。

        同轴照明:对检测强反射的物体特别有帮助,还适用于受周围环境产生阴影影响检测或面积不明显的物体。

        结构光照明:典型的结构光主要有激光和光纤两种,结构光可以用于测量相机到光源的距离。

        了解了光源照明设计过程中需要关注的主要参数以及涉及技术之后,我们就可以根据应用需要选择合适的系统光源了。当然,为了能够确保图像效果,使得被测物和背景对比度最大化,我们还需要了解三点。其一,直反射指的是光线的反射角等于入射角时的情况,直反射有时用途很大,但有时也可能产生极强的眩光,因此,通常应避免镜面反射;其二,漫反射时照射到物体上的光会从各个方向漫散出去,因此,漫散光是在某个角度范围内形成的,并取决于入射光的角度;其三,反射时,会从光谱中去除某些波长的光。例如白光在照射红色物体时,其中的红色光谱会被反射,而其他成份则会被物体吸收。

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