机器视觉与视觉光源精要.ppt

机器视觉  与 视觉光源 主要内容 什么是机器视觉 机器视觉的组成 机器视觉与视觉光源 视觉光源的分类 视觉光源的选择与案例分析 一 什么是机器视觉 （一） 机器视觉是通过光学的装置和非接触的传感器自动地接收和处理一个真实物体的图像，以获得所需信息或用于控制机器人运动的装置 （二）机器视觉系统是指通过机器视觉产品（即图像摄取装置，分CMOS和CCD两种）把图像抓取到，然后将该图像传送至处理单元，通过数字化处理，根据像素分布和亮度、颜色等信息，来进行尺寸、形状、颜色等的判别。进而根据判别的结果来控制现场的设备装置 二 机器视觉的组成 （一）根据过程来分为四个过程 图像采集 图像处理 特性提取 判决 和 控制 (二）根据组件来分 光源 光学系统 相机 图像采集卡 图像处理软件 显示器 输入输出控制 三 机器视觉与视觉光源 机器视觉与视觉光源的关系 光源是影响机器视觉系统输入的重要因素， 它直接影响输入数据的质量和至少30%的应用效果，照明系统的好坏也直接关系到系统的成败 四 视觉光源的分类 （1）结构来分 视觉光源 环形光源 条形光源 同轴光源 方形光源 结构光源 视觉光源示意图 环形光源 条形光源 同轴光源 方形光源 （2）按照明方式来分 视觉光源 正面照明 背面照明 垂直照射 掠射 背光 黑背景 频闪照明 示意图 垂直照射 掠射照射 背光照射 条形光照射 五 视觉光源的选择与案例分析 （一）光源选择的原则 1、将感兴趣部分和其他部分的灰度值差异加大 2、尽量消隐不感兴趣部分 3、提高信噪比，利于图像处理 4、减少因材质、照射角度对成像的影响 （二）光源好坏的标准 （1） 对比度 机器视觉应用的照明的最重要的任务就是使需要被观察的特征与需要被忽略的图像特征之间产生最大的对比度，从而易于特征的区分 （2） 亮度 当选择两种光源的时候，最佳的选择是选择更亮的那个 （3） 鲁棒性 另一个测试好光源的方法是看光源是否对部件的位置敏感度最小 （4）光源均匀性 不均匀的光会造成不均匀的反射。均匀关系到三个方面。第一，对于视野，在摄像头视野范围部分应该是均匀的。简单的说，图像中暗的区域就是缺少反射光，而亮点就是此处反射太强了。不均匀的光会使视野范围内部分区域的光比其他区域多。从而造成物体表面反射不均匀（假设物体表面的对光的反射是相同的） （5）颜色 光源的颜色及测量物体表面的颜色决定了反射到摄像头的光能的大小及波长 （6）显色性指数 （三）案例分析 （1）环形光源 应用： 1.?????? IC元件检测 2.?????? 显微镜照明 3.?????? 球形物体照明 4.?????? 液晶校正 5.?????? 集成电路印字检测 检测内容: 麻将字符识别, 异物检测. 采用底角度照明, 既能突出麻将字符的轮廓特征， 又能体现字符内的异物。 采用低角度照射方式，因此也适合于划痕等缺陷的检测。环形光系列光源采用高密度LED阵列，亮度高，可解决对角照射阴影问题，此系列光源主要应用于PCB基板检测、IC元件检测、集成电路印字检查等领域 麻将字符内杂质检测 （2）条形光源 应用： 1.?????? 金属、玻璃等表面检测 2.?????? 表面裂缝检测 3.?????? LCD面板检测 4.?????? 线阵相机照明5.?????? 图像扫描 由于牙膏尾部的字符与表面颜色相同，且字符本身特征不明显，因此须选用条形光，条形光角度可以随意调节 条形光源是较大方形结构被测物体的首选光源，照射角度和安装随意可调，主要应用于金属表面检查、图像扫描、表面裂缝检测和LCD面板检测等。 牙膏尾部条码检测 （3）同轴光源 应用： 1.?????? 此系列光源最适宜用于反射度极高的物体，如金属、 玻璃、胶片、晶片等表面的划伤检测 2.?????? 芯片和硅晶片的破损检测，Mark点定位 3.?????? 包装条码识别 普通照明拍摄的图片缺陷不明显， 缺陷部分与正常部分颜色相近，对比度不够。同轴光采用直射照明，当光线照射到光滑的金属平面时, 光线垂直反射到摄像机，因此， 在图像中形成明亮的区域。 如果工件存在缺损， 锈迹等缺陷时