1. 機器視覺光源的選擇
機器視覺光源的選擇
機器視覺光源的選擇，現代生活中日常照明離不開燈光，房屋裝修更是對光源的要求比較高，光源大體分為冷光和暖光，不同光源視覺感都不同，下面一起來了解一下，機器視覺光源的選擇。
機器視覺光源
機器視覺檢測系統採用CCD照相機將被檢測的目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統，根據像素分布和亮度、顏色等信息，轉變成數字化信號，圖像處理系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特徵，如面積、數量、位置、長度，再根據預設的允許度和其他條件輸出結果，包括尺寸、角度、個數、合格不合格、有無等，實現自動識別功能。
機器視覺光源的選擇
一、簡單的預備知識
1、因材質和厚度不同、對光的透過特性（透明度）各異。
2、光根據其波長之長短、對物質的穿透能力（穿透率）各異。
3、光的波長越長、對物質的透過力越強，光的波長越短、在物質表面的擴散率越大。
4、透射照明、即是使光線透射對象物、並觀察其透過光之照明手法。
二、光源
1、穏定均勻的光源極其重要。
2、目的：將被測物與背景盡量明顕區分。
3、摂取圖像時、最重要之處是如何鮮明地獲得：被測物與背景的濃淡差。
4、目前，在圖像處理領域中最広范的技術手法是：二值化（白黒）處理。
以上就是我針對機器視覺光源的選擇這一科技的發明闡述的資料了，隨著科技的發達每天都有很多新鮮的東西問世，無論是那一方面的機器還是新鮮事物都是隨著人們的需求而發展的。像褪殼機一類的就是褪花生跟瓜子發明的，都是省力又省時間的偉大發明呢。
一套完整的視覺檢測系統主要包含圖像採集部分和圖像分析部分，而圖像採集部分主要由工業相機、工業鏡頭以及機器視覺光源承擔，今天我們主要介紹機器視覺光源的相關基礎知識及選型技巧。
首先我們需要了解，機器視覺中的光源起到哪些作用：
1.照亮目標，提高亮度；
2.形成有利於圖像處理的成像效果，降低系統的復雜性和對圖像處理演算法的要求；
3.克服環境光干擾，保證圖像穩定性，提高系統的精度、效率。
恰當的光源照明設計可以使圖像中的目標信息與背景信息得到最佳分離，這樣不僅大大降低圖像處理的演算法難度，同時也提高系統的精度和可靠性。但非常遺憾，目前沒有通用的機器視覺照明系統應對不同的檢測要求，因此針對每個特定的案例，都需要設計合適的照明裝置，以達到最佳效果。而不合適的照明，則會引起很多問題，機器視覺光源如此重要，卻往往被很多人忽視。
目前機器視覺光源主要採用LED（發光二極體），由於其形狀自由度高、使用壽命長、響應速度快、單色性好、顏色多樣、綜合性價比高等特點在行業內廣泛應用：
一、形狀自由度
一個LED光源是由許多單個LED組合而成的，因而跟其他光源相比，可做成更多的形狀，更容易針對用戶的情況，設計光源的形狀和尺寸。
二、使用壽命長
為了使圖像處理單元得到精確的、重復性好的測量結果，照明系統必須保證相當長的時間內能夠提供穩定的圖像輸入。LED光源在連續工作10000到30000小時後，亮度衰減，但遠比其他光源效果好。此外，用控制系統使其間斷工作，可抑制發光管發熱，壽命也將延長一倍。
三、響應速度快
LED發光管響應時間很短，響應時間的真正意義是能按要求保證多個光源或一個光源不同區域之間的工作切換，採用專用控制器給LED光源供電時，達到最大照度的時間小於10s。
四、顏色多樣
除了光源的形狀以外，得到穩定圖像輸入的另一方面就是選擇光源的顏色。甚至相同形狀的光源，由於顏色的不同得到的圖像也會有很大的差別。實際上，如何利用光源顏色的技術特性得到最佳對比度的圖像效果一直是光源開發的主要方向。
五、綜合性運營成本低
選用低廉而性能沒有保證的產品，初次投資的節省很快會被日常的維護、維修費用抵消。其他光源不僅耗電是LED光源的2~10倍，而且幾乎每月就要更換，浪費了維修工程師許多寶貴的時間。而且投入使用的光源越多，在器件更換和人工方面的花費就越大，因此選用壽命長的LED光源從長遠看是很經濟的'。
機器視覺照明技術基礎知識：
1）照射方式
選擇不同的光源，控制和調節照射到物體上的入射光的方向是機器視覺系統設計的最基本的參數。它取決於光源的類型和相對於物體放置的位置，一般來說有兩種最基本的方式：直射光和漫射光，所有其它的方式都是從這兩種方法中延伸出來的。
直射光：入射光基本上來自一個方向，射角小，它能投射出物體陰影；
漫射光：入射光來自多個方向，甚至於所有的方向，它不會投射出明顯的陰影。
2）反射方式
物體反射光線有兩種不同的反射特性：直反射和漫反射。
直反射：光線的反射角等於入射角。直反射有時用途很大，有時又可能產生極強的眩耀。在大多數情況應避免鏡面反射。
漫反散：照射到物體上的光從各個方向漫散出去。在大多數實際情況下，漫散光在某個角度范圍內形成，並取決於入射光的角度。
3）顏色
光譜中很大的一部分電磁波譜是人眼可見的，在這個波長范圍內的電磁輻射被稱作可見光，范圍在400nm至760nm之間（有的人可以觀測到380~780nm），即從紫色380nm到紅色780nm。
色環就是把可見光光譜中的色彩進行排序，形成紅色連接到另一端的紫色。機器視覺中應用的色環通常包括6種不同的顏色，分為兩大類：暖色和冷色。暖色由紅色調構成，冷色來自於藍色調。通常用相反色溫的光線照射，圖像可以達到最高級別的對比度；相同色溫的光線照射，可以有效濾除。因此靈活利用色溫特性，對我們選擇光源很有幫助。
4）明視場和暗視場
明視場是最常用的照明方案，採用正面直射光照射形成。而暗視場主要由低角度或背光照明形成。對於不同項目檢測需求，選擇不同類型的照明方式，一般來說暗視場會使背景呈現黑暗，而被檢物體則呈現明亮。
5）光源分類
目前主要有以下幾種分類方式：
a）顏色
常用光源顏色集中在可見光范圍，主要有白光（復合光）、紅色、藍色、綠色，另外紅外光也比較普及，而紫外光由於各種原因，應用較少。
b）外形
各廠家會根據不同光源外形特性進行分類，也是目前的主流分類，比如環形光源、環形低角度光源、條形光源、圓頂光源（碗光源/穹頂光源）、面光源等。
c）工作原理/特性
按不同的應用方式或者原理進行分類，主要有無影光源、同軸光源、點光源、線光源、背光源、組合光源以及結構光源等。
常見的光源類型及照明方式
1.一般目的的照明（直接照明）：光直接射向物體，得到清楚的影像。
當我們需要得到高對比度物體圖像的時候，這種類型的光很有效。但是當我們用它照在光亮或反射的材料上時，會引起類似鏡面的反光。通用照明一般採用環狀或點狀照明。環光是一種常用的通用照明方式，很容易安裝在鏡頭，可給漫反射表面提供足夠的照明。
2.暗場照明：暗場照明是相對於物體表面提供低角度照明。
使用工業相機拍攝鏡子，如果視野內能看見光源就認為是亮場照明，相反的在視野中看不到光源就是暗場照明。因此光源是亮場照明還是暗場照明與光源的位置有關。通常，暗場照明應用於對表面突起部分的照明或表面紋理變化的照明。
3.背光照明：從物體背面射過來均勻視場的光，通過相機可以看到物面的側面輪廓。
背光照明常用於測量物體的尺寸和方向。背光照明產生很強的對比度。應用背光技術時，物體表面特徵可能會丟失。例如，可以應用背光技術測量硬幣的直徑，但是卻無法判斷硬幣的正反面。
4.漫射照明：連續漫反射照明應用於物體表面的反射性或者表面有復雜的角度。
連續漫反射照明應用半球形的均勻照明，以減小影子及鏡面反射。這種照明方式對於完全組裝的電路板照明非常有用。這種光源可以達到170球面度立體角范圍的均勻照明。
5.同軸照明：同軸光的形成——通過垂直牆壁出來的發散光，射到一個使光向下的分光鏡上，相機從上面通過分光鏡看物體。
這種類型的光源對檢測高反射的物體特別有幫助，還適合在周圍環境產生陰影的影響下，檢測面積不明顯的物體。
6.偏振片：只允許振動方向平行於其允許方向的光通過，垂直分量被截止。
針對具體的應用，從眾多的方案中選擇一個最好的照明系統是整個圖像處理系統穩定工作的關鍵。
2. 全息成像：工業相機在全息成像中的應用
對透明物體成像作為一種獨特的技術，廣泛應用於生物學、醫學、工業機器視覺等領域，其中特殊塗層、樣本染色、相位成像、結構光和多光譜成像等，都是透明物體成像技術的一種。然而，發展透明物體成像技術，在許多領域都面臨挑戰。
數字全息成像（Digital holography）利用光波的振幅和相位數據來重建3D圖像，因此能夠提供重要的成像能力，甚至可以對透明物體進行成像。使用標准RGB范圍以外的圖像數據（例如多光譜成像），也可以增加數字全息成像的能力，用於顯示之前沒有被觀察到的結構，進而獲得觀測物的額外數據。然而，根據全息圖像的產生方法，將多光譜技術的優點運用到全息成像中，仍然面臨挑戰。
圖1：The Imaging Source的黑白工業相機DMK 72BUC02，作為記錄干涉條紋系統裝置的一部分。
近日，研究人員發表了一篇關於數字全息成像實驗方案的文章，這套實驗裝置中包括一個帶有聲光可調諧濾波器的干涉儀和The Imaging Source公司的DMK 72BUC02單色工業相機。
研究人員的目標是增加拍攝到的數字全息圖像的信息量，這對於觀察透明物體而言，將會是很重大的突破。
工業相機獲取的光波前數據
生成全息圖像與相干光息息相關，為了生成全息圖像，相干光源（即激光器）的光束被分成物光束（object beams）和參考光束（reference beams）。在數字全息照相的情況下，由工業相機感測器記錄物光束和參考光束所產生的干涉圖樣，並以數字方式進行存儲。然後，對這些光波前數據以數字方式進行重建，產生量化振幅還有相點陣圖像，經過進一步處理，產生清晰的數字全息圖像。
用來產生全息圖像的相干光源基本上是單色的，而要產生多光譜全息圖，來自不同波長的多個相干光束的圖像數據進行重建和融合，形成多光譜全息圖。
在這些系統中，工作波長的集合通常是有限的，人們不能選擇任意波長。同時，在許多情況下，在相當寬的光譜范圍內研究一個樣品是一件有趣的工作。因此，一個亟待解決的問題是開發記錄『涉及准連續光譜調諧的多光譜全息圖像』的方法。
聲光濾波器調光實驗裝置
為了實現這樣的實驗系統，研究人員在馬赫-曾德干涉儀的入口處安裝了一個寬頻光源和可調諧聲光（AO）濾波器，「設計用於在任意窄光譜間隔內，形成光學透明物體的數字全息圖」。
圖2：由The Imaging Source黑白工業相機DMK 72BUC02所捕捉到的生物樣本全息圖，顯示了典型的干涉圖樣。
在實驗中，物光波前和參考光波前通過分束器在空間上對齊，以形成干擾圖樣，然後由DMK 72BUCO2相機記錄圖像。相機前面安裝一個長通濾波器，用於消除背景光的干擾。通過調整「加到AO單元上的超聲波頻率」來調節工作波長。
通過在空間上分離背景零階和+1階和-1階衍射階，研究人員實現了離軸數字全息方案，能夠捕獲透明物體以及測試圖案和生物樣品的傅立葉全息圖。
研究人員寫道：「……任意光譜使獲得多色全息圖像成為可能，這些圖像不對應於固定波長，但允許任意排列光譜組件。」
數字全息成像的應用
數字全息成像的非接觸成像能力，使其特別適合於一些精細應用，如生物醫療應用中細胞和結構（尤其是活體標本）的研究；無損材料測試，如金屬或復合材料中的內部缺陷檢測；透明介質中的折射率場；「在微輪廓重建、相結構研究、應力狀態監測、粒子軌跡調查、顯微鏡、光學相干斷層掃描等過程中，對各種物體的性質進行定性和精確定量分析。」
本文所描述的技術應在不需要多個相干光源的情況下「提高全息圖像的信息性」，同時也有利於那些「必須同時研究透明物體的振幅相位和光譜結構」的應用。（文：The Imaging Source）
3. CCD或CMOS能夠用於測量850~1550nm波長的光
估計是不可以的，
目前量產CCD和CMOS都是硅材料的。硅材料一般響應波長范圍是從紫外到1000nm左右。
而一般測量850nm-1550nm所用的材料是銦鎵砷的。
4. 如何選擇工業相機的視覺光源
1、亮度:在兩種光源中選擇時,最佳的選擇是更亮的那個.
2、光源均勻性:不均勻的光會造成不均勻的反射.均勻關繫到三個方面.
3、光譜特徵:光源的顏色及測量物體表面的顏色決定了反射到攝像頭的光能的大小及波長.
4、壽命特性:光源一般需要持續使用.為使圖像處理保持一致的精確,視覺系統必須保證長時間獲得穩定一致的圖像.
5、對比度:對比度對機器視覺來說非常重要.機器視覺應用的照明的最重要的任務就是使需要被觀察的特徵與需要被忽略的圖像特徵之間產生最大的對比度,從而易於特徵的區分.
5. 工業相機為什麼一般用紅藍光而不用白光
迪奧工業相機應用於工業視覺檢測、工業測量、醫療影像、圖像識別、定位、工業監控、儀器儀表、機器視覺等工業自動化等領域。
6. 對於紅外工業相機,波段2.5-3.5所指的波長范圍是多少
光波的波長2.5~3.5um（微米），非可見光。在網路查：紅外光譜，可以得到紅外光的波長范圍及用途。
7. 如何選擇工業相機的視覺光源
面對不同公司的機器視覺軟體，客戶在挑選時應該考慮哪些因素呢?
1.定位對象或特徵的精確定位是一個檢測系統或由視覺引導的運動系統的重要功能。
2.光學裝置與照明適當的光學裝置和照明對視覺應用的成功至關重要。
3.完整的工具集對綁在一起的多個工具,機器視覺軟體主要以兩種典型的形式出售，一種是完整的視覺工具集，另一種是用於特定任務的工具的應用，最終用戶的應用將決定是使用一套完整的視覺工具集還是使用眾多的特定的工具。
4.編程和操作方便 簡潔、直觀的圖形界面是容易使用和設置的關鍵機器視覺產品主要區別在於他們的圖形介面，介面應該從「設置」和「操作」兩方面來評價。
5.亞像素精度機器視覺演算法具有亞像素的能力，即這些演算法能夠測量或得出比一個像素更小的單位。
6.將來的升級
機器視覺系統可應用在各種場合，當選擇一個系統時應考慮系統將來的升級。
7.圖像預處理
圖像預處理演算法能把圖像的特徵點放大，以使視覺工具能更好的檢測它們。
8.視覺引導的運動
如果你的應用需要一個視覺系統來引導機器人，那麼必須知道視覺系統與運動系統是如何集成的。
9.系統集成
8. 近紅外相機就是黑白相機嗎
純紅外拍攝是只能出現黑背圖像的，由於我們眼中的色彩是物體對不同波長的可見光選擇性反射和吸收的結果，然而紅外線沒有色彩，並不是大家能看到的存在，但是一些紅外照片當中存在的色彩是因為給不同波長紅外線所形成的影響通過技術手段認為塗抹上去的偽色彩。
9. 用不同波長的光照射CCD，其輸出信號有何不同照射在不同像素上，輸出又有何不同有紅外線陣ccd嗎
一般工業上用的比較多的就是藍光和紅光還有白光，其中藍光具有較短的波長，紅光具有較長的波長，工業高速CCD配上藍光，輸出信號是最快的。在同光源、同相機情況下，一般輸出信號是穩定的，但是這個也可以通過改軟體來改變，簡單點說，拍攝一個穩定的畫面，在我們不能改相機採集卡的情況下，我們可以通過改軟體刪除我們不想要的一部分畫面，這樣的話就能縮短輸出時間。此外紅外線陣CCD肯定是有的，但跟CCD是沒有關系的，跟你所用的光源有關系，雖然我們肉眼看不到，但CCD可以識別，希望對你有所幫助。
10. 數字照相機感光波長是多少
相機使用紅外濾鏡最高一般就是850波長的,在高就需要很長的曝光時間才能感光了,除非是去除了紅外截止濾鏡的機器.