沃德普机器视觉检测中的几种照明应用收藏

1 前言    机器视觉是计算机科学的一个分支，是用机器代替人眼做各种测量和判断一个典型的机器视觉系统包括图像采集、图像处理、运动控制部分等    图像采集是其中的一个重要环节，它将被测物的可视化图像和特征通过成像光学、CCD或者CMOS转换为能被计算机处理的一系列数据。

   图像采集部分由光学照明系统、被测物、成像镜头、CCD或者CMOS图像传感器构成采集过程如图1所示，具体描述如下：由光学照明系统照明到被测物，根据被测物的表面特性将光能量反射或者透射，镜头采集反射或者透射后的光能量到达CCD或者CMOS图像传感器产生电平信号，再由FPGA芯片将电平信号编码传送到计算机的图像采集卡，最后再通过图像采集卡传达到内存经由CPU进行处理。

图1 机器视觉检测图像采集流程图在机器视觉检测系统中，光谱产生重大作用的应用有以下几类：    1.荧光激发（例如生物检测、防伪检测等应用）；    2.对于光谱信息敏感特征的检测（例如ITO的检测）；

   3.印刷品的色差检测（利用全光谱光学照明系统）；    本文以印刷品的色差检测为例，详细阐述了光谱信息是如何影响机器视觉检测的2 印刷品色差检测流程：    印刷品色差检测流程如下：    1.采用全光谱光学照明系统照射到待检物体上；。

   2.根据待检物体的光谱反射特性，其中有一部分的光通过成像镜头传输到CCD或CMOS图像传感器中；    3.CCD或者CMOS图像传感器将图像信息传输到计算；    4.计算机根据检测要求判定待检物体是否合格，并将待检物体是否合格信息传输到执行机构；

   5.执行机构将合格品与不合格品区分开；    由于对于待检测物体的颜色未知，所以在整个检测过程中，对于光谱信息有要求的有以下几个部分：3 光学照明系统：    只有光学照明系统发出了包含完整光谱信息的光波，待检测测物体才能根据它本身的光谱折射、反射、吸收能力折射、反射、吸收光能量，成像镜头、CCD或者是CMOS传感器才能采集到颜色信息。

   图2.图3分别为采用常规光学照明系统拍摄PANTONE色卡的图像与采用全光谱光学照明系统拍摄PANTONE色卡的图像

图2 常规光学照明系统拍摄PANTONE色卡图

图3 全光谱光学照明系统拍摄PANTONE色卡图

表1 常规光学照明系统与全光谱光学照明系统RGB差值    通过以上图表可以看出，在PANTONE色卡卡号为6676与7677的区分上，采用两种不同光谱照明光学系统的灰度差值达到27.38（R）、18.31（G）、2.53（B），在图像处理上，这种差异是很方便提高软件判别精度的。

4 成像镜头的光谱信息传递真实性：    色差（又称为“色散现象”）是由于成像镜头没有把不同波长的光线聚焦到同一个焦平面（不同波长的光线折射率不同），或者和镜头对于不同波长光线的放大程度不同而形成色差的程度随着镜头里玻璃的色散程度不同而有所差异。

具体色散在实际成像中的表现形式如图5：

图5 色散在磁砖实际成像中的表现形式    在印刷品色差检测中，色散会使本身是绿色的图像让计算机识别为其他颜色的，让计算机产生误判4 结语    本文以印刷品色差检测为例，从光学照明系统、成像镜头二个方面详细阐述了光谱信息是如何影响机器视觉检测的。

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