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视觉光学基础
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2018-09-05
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照
明器是机器视觉系统最关键的组件之一。为确保机器视觉系统所执行任务的一致性与可
靠性,根据具体应用选择合适的照明组件尤为重要。
主要原因在于不当的照明将导致信息丢失,且在大多数情况下不能通过软件恢复。这就是为什
么选择优质的照明组件至关重要:因为没有任何软件算法能够再现未正确照明的特征。
为做出最合理的选择,必须考虑多个不同参数,其中包括:
•
照明几何
•
光源类型
•
波长
•
待检测或待测量材料的表面特性(如颜色、反射率)
•
物件形状
•
物件速度(生产线或线下应用)
•
机械限制
•
环保考量
•
成本
由于必须考虑诸多参数,选择时可能比较困难,有时最明智的建议是对不同类型的光源执行可
行性研究,以显示感兴趣的特征。另一方面,有许多简单原则和良好措施可以帮助选择合适的
光源并提高图像质量。
对于每一应用,主要目标如下:
1.
最大限度增加必须检测或测量的特征的对比度
2.
最大限度降低不感兴趣特征的对比度
3.
消除下列因素引起的不利变化:
a.
环境光线
b.
与检测任务无关的物件之间的差异
照明
XXVIII
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机器视觉中的光线
在
机器视觉中,光线特征通常由其波长表示,波长通常以 nm
(纳米)为单位。
就本质而言,光线是一定电磁波谱(参见图 1)范围内的电磁辐
射:可能为准单色光(以窄波段为特征,即包含单一颜色)或白
光(分布横跨可见光谱,即包含所有颜色)。
图
1
:电磁波谱。
可见光紫外线 红外线
X 射线
微波
0.4 0.76
1000
0.9
短波
红外线
中波
红外线
长波
红外线
1.7 143 5 8
人眼可见光的波长范围为 400-700 nm,介于红外线(波长较长)
与紫外线(波长较短)之间:特殊应用可能要求使用红外线或紫
外线取代可见光。
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liubolz2011
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