照明选择基础

照明选择的逻辑步骤

图像处理是通过计算来检测像素密度数据变化的过程。因此,稳定的检测需要清晰的图像投影。光照的选择是决定基于图像处理的检测性能的重要因素。本节介绍选择正确的照明所需的基本知识。

选择照明的三个步骤

  1. 确定光照类型(镜面反射/漫反射/透射光)。
    确认检验的特征(缺陷、形状、有无等)。
    检查表面是否平坦、弯曲或不平。
  2. 确定所需光线的形状和大小。
    检查目标器的尺寸和安装条件。
    例子:环形、低角度、同轴、圆顶。
  3. 确定光线的颜色(波长)
    检查目标和背景的材质和颜色。
    例如:红色、白色、蓝色。

典型灯具形状(LED照明)

  • 同轴垂直
    CA-DX

  • 低角
    CA-DL

  • 直接的环
    CA-DR

  • 背光
    CA-DS

  • 圆顶
    CA-DD

  • 酒吧
    CA-DB

照明选择:Step1(镜面反射,漫反射,透射光)

LED灯大致可以分为以下三种类型:

  • 镜面反射类型:
    光被应用到目标上,透镜接收直接反射。
  • 漫反射型:
    光被应用到目标和镜头接收均匀的环境光。
  • 透射光类型:
    光线从目标后方照射,透镜接收发射的轮廓。

(1)镜面反射样本图像

金属表面有无铭文的检查

  1. 铭文不清楚。
  2. 碑文清晰明了。

有必要将平整的金属表面与铭文的凹陷处进行对比

由于金属表面容易反射光线,而刻字则不易,因此最佳的方法是利用镜面反射来增强表面和刻字之间的差异。

(2)漫反射样本图像

通过透明胶片检查芯片上的印刷品

  1. 光线反射在胶片表面上。
  2. 图像不受胶片的影响。

有必要通过消除透明薄膜的反射(光晕)来显示芯片表面和印刷品之间的对比。

最佳的方法是使用漫反射,以防止镜面反射在透明胶带上。

(3)透射光样本图像

非织造布异物检查

  1. 光线反射在胶片表面上。
  2. 异物的轮廓可以清楚地辨认出来。

需要将目标表面与异物的对比表现出来,但由于颜色的细微差别而难以识别。

即使在反射光无法检测到差异的情况下,从目标后方发出的透射光也会显示出异物的黑色剪影。

选光的第一步是根据目标的形状和检查目的,选择照明方法,镜面反射、漫反射或背光。然后,选择光线的大小和颜色,以便捕获最佳图像进行处理。

照明选择:Step2(照明方法和形状)

(1)镜面照明样本图像
检测玻璃板边缘的芯片

简单的反射的光

反射光随机地反射在玻璃表面上。 

【根据工件特性及检测细节选择照明】
  • 光线反射在玻璃表面上。
  • 要增强玻璃板与背景的区别。
  • 光线最好垂直照射在工件上。
  • 可在工件上方提供空间。

最好的选择是同轴垂直照明。

coaxial-vertical照明
整个玻璃表面可均匀照明。

(2)漫反射检测实例
检查橡胶填料中的碎屑

简单的反射的光

外围的芯片无法识别。

【根据工件特性及检测细节选择照明】
  • 工件是不反射镜面光的黑色橡胶。
  • 缺口也是黑色的,不会反射镜面光。
  • 从一个角度照亮工件,以反射来自切屑区域的镜面光被证明是有效的。
  • 一盏灯可以安装在接近目标。

最好的选择是低角度的光线。

(3)透射光检测实例
检查领导的形状

简单的反射的光

边缘几乎没有什么对比。

【根据工件特性及检测细节选择照明】
  • 目标是一个有投影和凹陷的金属物体,导致不规则的镜面反射。
  • 利用透射光,可以在不受投影和凹陷影响的情况下探测到目标的边缘。
  • 可在工件后面安装一盏灯。

最好的选择是背光灯。

有背光
复杂的轮廓可以清晰地辨认出来。

在选择照明方式后,需要根据检测目的、背景和周围环境等因素进行选择。
基本的选择是:同轴照明,环形照明,或条形照明镜面反射;低角度灯,环形照明,或酒吧灯漫反射;和区域照明或酒吧灯的背光。特别是环形照明和条形灯,因为它们可以通过调节安装距离用于各种用途。

照明选择:步骤3(照明的颜色和波长)

最后一步是根据目标和背景确定光照的颜色。当使用彩色相机时,通常的选择是白色。使用黑白相机时,需要了解以下知识。

利用互补色进行检测

一个红色的糖果包装纸在一个纸板箱里。下面是使用LED照明来检测糖果是否存在时的对比。

工件
  • 白色LED
    整个图像的亮度是均匀的,工件和背景之间几乎没有对比度。
  • 带红色LED灯
    红色的工件显示的比较亮,但对比还是不够。
  • 带着蓝色的LED
    红色目标呈现黑色,便于稳定探测。 蓝色的LED是最好的
参考
色轮:绿/蓝/紫/红/橙/黄

什么是互补色?
互补色是色相圈中相反的颜色。当互补色的光照射到一个物体上时,这个物体会呈现接近黑色。

检测使用的波长

下面是通过透明胶片打印在载体带芯片上的图像比较。红色照明的对比度比蓝色照明的更高,因为它的更高的透射率(更低的散射率)。

[不可见光:紫外光][可见光:紫380 /蓝430 /绿-蓝480 /蓝-绿490 /绿500 /黄-绿560 /黄- 580 /橙595 /红650][不可见光:红外光780](单位:nm)

不同波长的光呈现出不同的颜色。波长决定了一种特定颜色的特性,如容易透射(红光-长波长)或容易散射(蓝光-短波长)。

彩色相机图像白色照度/彩色相机图像红色照度/彩色相机图像蓝色照度/灰色相机图像通过胶片显示出打印与芯片的对比。[红色为最佳]/灰色相机图像蓝色照明

照明选择的逻辑步骤总结

光线的选择决定了捕获图像的条件,这是图像处理中最重要的。与其不加考虑地尝试每一盏灯,你可以通过以下步骤有效地选择正确的一盏灯:

  • 决定哪种镜面反射、漫反射或背光是最合适的。
  • 决定灯的类型和大小。
  • 决定灯光的颜色。

下一卷将涵盖“彩色相机和图像增强的效果”。它是图像处理的一个重要因素,如外观检测和位置检测的最佳应用。下一个指南将概述要点,以选择最佳的颜色提取和图像增强。

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