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行业知识 | 选对光源颜色,让机器视觉方案更高效精准!
发布时间:2022-11-02        浏览次数:188        返回列表

在机器视觉系统中,光源具有非常重要的作用,选择合适的光源成为决定整个系统成败的关键因素,光源的主要目的就是将被测物体与背景尽量明显分别,获得高品质、高对比度的图像。

上一期小明给大家科普了光源的种类,在机器视觉应用中为什么一定要用专用的光源控制器?本期来分享一下光源的选型,因为光源的选择需要考虑到多方多面(如被测物的表面状态、形状、材质、颜色、环境光等),本期小明来细说其中之一重要因素——颜色的选型~

 

各种颜色光的特点

视觉光源主要的颜色有:蓝、绿、白、红、红外、紫外等,不同的波长的光线呈现不同的颜色,波长决定特定颜色的特征。

 

⚫ 白色光源(W):通常用色温来界定,色温高的颜色偏蓝色(冷色,色温>5000K),色温低的颜色偏红(暖色,色温<3300K),界于3300与5000K之间称之为中间色,白色光源适用性广,亮度高,特别是拍摄彩色图像时使用更多;

⚫ 蓝色光源(B):适用产品:银色背景产品(如钣金,车加工件等)、薄膜上金属印刷品;

⚫ 红色光源(R):其波长比较长,可以透过一些比较暗的物体,例如底材黑色的透明软板孔位定位、绿色线路板线路线路检测,透光膜厚度检测等,采用红色光源更能提高对比度;

⚫ 绿色光源(G):适用产品:红色背景产品、银色背景产品(如钣金,车加工件等);

⚫ 红外光(IR):红外光属于不可见光,其透过力强,一般LCD屏检测、视频监控行业应用比较普遍;

⚫ 紫外光(UV):其波长短,穿透力强,主要应用于证件检测、触摸屏ITO检测、布料表面破损、点胶溢胶检测等方面,金属表面划痕检测等。

 

一般情况下,如果使用黑白相机,又对被测物体的颜色选择没有特殊的要求,红色是比较合适的选择。因为红色LED寿命长、稳定、价格低廉,更重要的是红色LED的波长更接近传感器的灵敏度峰值,而通常的CCD对紫色、蓝色的光敏感程度没有红光强。

如果进行彩色成像,则通常考虑使用白色光源。白色LED光源的制造有几种方法,一种是使用白色LED制造,发光管内部有蓝色发光芯片与受到激发后发出黄色的荧光粉,发出的光按一定比例叠加到一起,看起来形成了白色,这是最为常见的形式。另一种方法是使用红绿蓝三种不同颜色的LED,按某种顺序或方式在光源上进行排列,并分别控制每种颜色的度,使用相对方便。此种方法通常使用四个单色RGGB颗粒进行排列,所以其中的绿色分量通常会比较足,之所以多加一个绿色的G通量,是因为人眼对绿色光源(波长555nm)最敏感。

 



  

基于以上颜色理论,如果要将目标打成白色需要选用同类色,如果要目标打成黑色需要选用互补色。

 

合理选择光源颜色可以使特征和背景之间产生较大的灰度差别。一般情况下,如果使用黑白相机,对被测物体的颜色没有特殊要求的情况下,红色是比较好的选择。

 

波长越长,穿透能力越强。

红色LED寿命长、稳定、价格低。通常ccd对红光比较敏感。红外的穿透能力强,适合检测透光性差的物体,如棕色口服液杂质检测。

 

波长越短,扩散能力越强。

因此紫外对表面的细微特征敏感,适合检测对比不够明显的地方,如食用油瓶上的文字检测。

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