在機(jī)器視覺系統(tǒng)中,光源具有非常重要的作用,選擇合適的光源成為決定整個(gè)系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵因素,光源的主要目的就是將被測(cè)物體與背景盡量明顯分別,獲得高品質(zhì)、高對(duì)比度的圖像。
上一期小明給大家科普了光源的種類,在機(jī)器視覺應(yīng)用中為什么一定要用專用的光源控制器?本期來分享一下光源的選型,因?yàn)楣庠吹倪x擇需要考慮到多方多面(如被測(cè)物的表面狀態(tài)、形狀、材質(zhì)、顏色、環(huán)境光等),本期小明來細(xì)說其中之一重要因素——顏色的選型~
各種顏色光的特點(diǎn)
視覺光源主要的顏色有:藍(lán)、綠、白、紅、紅外、紫外等,不同的波長(zhǎng)的光線呈現(xiàn)不同的顏色,波長(zhǎng)決定特定顏色的特征。
白色光源(W):通常用色溫來界定,色溫高的顏色偏藍(lán)色(冷色,色溫>5000K),色溫低的顏色偏紅(暖色,色溫<3300K),界于3300與5000K之間稱之為中間色,白色光源適用性廣,亮度高,特別是拍攝彩色圖像時(shí)使用更多;
藍(lán)色光源(B):適用產(chǎn)品:銀色背景產(chǎn)品(如鈑金,車加工件等)、薄膜上金屬印刷品;
紅色光源(R):其波長(zhǎng)比較長(zhǎng),可以透過一些比較暗的物體,例如底材黑色的透明軟板孔位定位、綠色線路板線路線路檢測(cè),透光膜厚度檢測(cè)等,采用紅色光源更能提高對(duì)比度;
綠色光源(G):適用產(chǎn)品:紅色背景產(chǎn)品、銀色背景產(chǎn)品(如鈑金,車加工件等);
紅外光(IR):紅外光屬于不可見光,其透過力強(qiáng),一般LCD屏檢測(cè)、視頻監(jiān)控行業(yè)應(yīng)用比較普遍;
紫外光(UV):其波長(zhǎng)短,穿透力強(qiáng),主要應(yīng)用于證件檢測(cè)、觸摸屏ITO檢測(cè)、布料表面破損、點(diǎn)膠溢膠檢測(cè)等方面,金屬表面劃痕檢測(cè)等。
一般情況下,如果使用黑白相機(jī),又對(duì)被測(cè)物體的顏色選擇沒有特殊的要求,紅色是比較合適的選擇。因?yàn)榧t色LED壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定、價(jià)格低廉,更重要的是紅色LED的波長(zhǎng)更接近傳感器的靈敏度峰值,而通常的CCD對(duì)紫色、藍(lán)色的光敏感程度沒有紅光強(qiáng)。
如果進(jìn)行彩色成像,則通??紤]使用白色光源。白色LED光源的制造有幾種方法,一種是使用白色LED制造,發(fā)光管內(nèi)部有藍(lán)色發(fā)光芯片與受到激發(fā)后發(fā)出黃色的熒光粉,發(fā)出的光按一定比例疊加到一起,看起來形成了白色,這是最為常見的形式。另一種方法是使用紅綠藍(lán)三種不同顏色的LED,按某種順序或方式在光源上進(jìn)行排列,并分別控制每種顏色的度,使用相對(duì)方便。此種方法通常使用四個(gè)單色RGGB顆粒進(jìn)行排列,所以其中的綠色分量通常會(huì)比較足,之所以多加一個(gè)綠色的G通量,是因?yàn)槿搜蹖?duì)綠色光源(波長(zhǎng)555nm)最敏感。
顏色的搭配使用
基于以上顏色理論,如果要將目標(biāo)打成白色需要選用同類色,如果要目標(biāo)打成黑色需要選用互補(bǔ)色。
合理選擇光源顏色可以使特征和背景之間產(chǎn)生較大的灰度差別。一般情況下,如果使用黑白相機(jī),對(duì)被測(cè)物體的顏色沒有特殊要求的情況下,紅色是比較好的選擇。
波長(zhǎng)越長(zhǎng),穿透能力越強(qiáng)。
紅色LED壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定、價(jià)格低。通常ccd對(duì)紅光比較敏感。紅外的穿透能力強(qiáng),適合檢測(cè)透光性差的物體,如棕色口服液雜質(zhì)檢測(cè)。
波長(zhǎng)越短,擴(kuò)散能力越強(qiáng)。
因此紫外對(duì)表面的細(xì)微特征敏感,適合檢測(cè)對(duì)比不夠明顯的地方,如食用油瓶上的文字檢測(cè)。
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