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用于图像处理的光源

如果纸上写的内容不够清晰,通常可引用一种简单的解决方案: 将文字放在一盏灯下。如果我希望看清纸上模糊的轮廓,举起纸张朝向光源,就可以看得更清楚。换句话说,不同的光源类型和强度可以产生不同效果。

这同样适用于图像处理系统,其中光是相机、芯片、光学配件和软件之外的一个主要因素。在可用自然光线不足或光的成分不适合时,应用需要外部(额外)人工光源,这是常见情况。在优化光源方面进行投资可以削减编程和图像分析成本。因此,值得为应用投入时间,精心挑选光源。而且,光源系统的选择精心与否,会直接影响图像质量的好坏,进而影响图像处理系统的效果。

用于图像处理的光源

如何为您的应用找到合适的光源?

虽然有很多不同光源类型和技术,但是不用焦虑: 80%的应用采用以下三个解决方案之一即可达到理想效果:

  • 环形光
  • 条形光(包括射灯)
  • 背光
 环形光 条形光(包括射灯) 背光

LED是光源工程市场上明显的发展趋势。相比卤素灯和荧光灯等其他选择,LED更便宜、更高效。

为系统选择合适的光源,这个过程很容易。首先,必须确定需要显示物体的哪些特征。物体的特征很重要,它们将被评估。它是由什么材料制成的? 是否反射或吸收光? 采用什么样的结构、几何形状和颜色? 物体的运动情况、环境光条件和对象的距离也会影响光源的选择。一旦确定了这些因素,选择光源类型就变得比较容易,或者说,它至少大大缩小了选择范围。

示例应用

照亮对象的角度同样很重要。下面几个例子说明了原因:

如果希望使用一个视觉系统来标识划痕,那么建议使用侧面光。而且,划痕在相机方向反射入射光线,这使划痕显得很明亮。

相反,如果不希望看到划痕,而是想隐藏它们,那么就从其他角度照亮对象,例如使用环形光从上方照射,从而防止产生阴影,在没有干扰的情况下突出颜色和打印元素等其他特点。

示例应用
示例应用

红光下的红色糖果和检测压力点 —— 光源中色彩的作用

如果需要真实的色彩还原,那么使用彩色相机时必须搭配白色光源。如果可以检测到颜色特征(例如目标物体上的红色点),有些情况下则不需要色彩还原。这些特征常常也可以通过黑白相机搭配彩色光源显示在黑白图像上。假设检验任务需要将红色糖果从蓝色糖果中分开,那么可使用红光。红色糖果完全反射红光,因此显得很亮,而蓝色糖果主要吸收光,显得很暗。因此光源是视觉系统的决定性组成部分。

通常,黑白光源不会对镜头造成色彩影响,因而可显示更清晰。

红光下的红色糖果和检测压力点 —— 光源中色彩的作用
另一种选择是使用LED光源闪光灯

另一种选择是使用LED光源闪光灯。这种方式只能在不干扰工人的情况下使用。闪光灯技术的优势在于发热更少,这意味着光源模块可以更亮,工作时间更长。理想的闪光光源通常需要控制器,尽管许多优秀闪光光源系统已经集成了控制器,甚至更容易配置。

特定波长光的一个好处在于,它可以使其他情况下无法看到的特定属性呈现出来。例如,在使用红外线(IR)检测水果上的压力点时,它特别有效。 人眼则看不到红外线。

在哪里可以买到合适的光源系统?

很多客户选择为应用建立光源系统。他们一般认为这是解决任务最省钱和适合的方案。然而,人们常常忘记内部工作人员忙于安装光源组件时不得不放下自己的常规工作。考虑一下这种方式造成的收入损失,并与预想的成本节约比较一下,您就会恍然大悟。根据我们的经验,只有采用高度专业化解决方案和自定义应用,且内部工作人员在这一领域具备真正的专业知识时,才值得进行自行安装。

在哪里可以买到合适的光源系统?

总结

对于检测任务来说,适当的光源是任何成功的图像处理系统的基本要素之一。光源系统的选择精心与否,对图像质量的好坏有决定性影响,进而影响系统效果。简单来说,光源在一定程度上决定了检测任务能否有效进行。为视觉系统找到合适的光源并不困难。80%的应用适合使用LED环形光、条形光或背光。在许多情况下用户可以通过轻松修改或优化光源来提高图像亮度。