深眸分享——机器视觉光源基础知识
在機(jī)器視覺(jué)中,光源的選擇對(duì)于成像效果和質(zhì)量至關(guān)重要。不同的檢測(cè)對(duì)象,對(duì)光源的結(jié)構(gòu)形狀、發(fā)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(biāo)特征與背景特征才能被穩(wěn)定的區(qū)分,從而大大加強(qiáng)檢測(cè)的穩(wěn)定性和檢出率。
光的特征
①?幾何光學(xué)中,光以直線傳播
“光柱”和太陽(yáng)“光線”即是證明。
②?波動(dòng)光學(xué)中,光以波的形式傳播
如水波紋,不同波長(zhǎng)光呈不同顏色。
③?量子光學(xué)中,光的能量是量子化的
構(gòu)成光的量子(簡(jiǎn)稱(chēng)光子),能引起膠片感光乳劑等物質(zhì)的化學(xué)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(zhì)中(水、玻璃),速度還要降低。
光的傳播
光是直線傳播(均勻介質(zhì)中)的,但當(dāng)光遇到另一介質(zhì)(均勻介質(zhì))時(shí)方向會(huì)發(fā)生改變,改變后依然緣直線傳播。而在非均勻介質(zhì)中,光一般是按曲線傳播的。以上光的傳播路徑可通過(guò)費(fèi)馬原理來(lái)確定。
光沿前后左右上下各個(gè)方向傳播,光的亮度越亮,越不明顯看出,當(dāng)光亮度較暗時(shí),由發(fā)光體到照明參照物的光會(huì)擴(kuò)大,距離越遠(yuǎn),擴(kuò)散的越大,由最初的形狀擴(kuò)散到消失為止。當(dāng)發(fā)光體與照明參照物距離為零時(shí),光的形狀才是發(fā)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(guān)。
光源選型流程技巧
① 明確需求、照射產(chǎn)品和檢測(cè)內(nèi)容。
② 分析目標(biāo)與背景成像間最大差異。
③ 詢問(wèn)有無(wú)限制條件。
④ 用實(shí)際光源測(cè)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(chuàng)建物體的深色輪廓。最常用于檢測(cè)是否存在孔洞和間隙,零件擺放、定向或測(cè)量物體等。
②?透射打光:
光源在產(chǎn)品下方,入射光經(jīng)過(guò)折射穿過(guò)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(wú)色的,除少數(shù)光被反射外,大多數(shù)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(cè)面相對(duì)垂直,表面平整部位反光相對(duì)容易進(jìn)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(jié)構(gòu)較為復(fù)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(dāng)中,因此在成像中效果會(huì)偏暗。
低角度打光是線方向與檢測(cè)面相對(duì)接近平行,表面平整部位相對(duì)無(wú)反射光線進(jìn)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(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,反光會(huì)較為雜亂,部分光線可以折射到鏡頭中,在成像中表現(xiàn)較亮。
總結(jié)
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