Welche Art von Beleuchtung wird in der Bildverarbeitung verwendet?

Arten der in der Bildverarbeitung verwendeten Beleuchtung

Bildverarbeitungssysteme sind in hohem Maße auf präzise Beleuchtung angewiesen, um die Merkmale des zu prüfenden Objekts hervorzuheben, sodass Kameras und Algorithmen Bilder mit hoher Wiedergabetreue erfassen und verarbeiten können. Die Wahl der Beleuchtung kann die Leistung des Systems erheblich beeinflussen. Dies sind die wichtigsten Beleuchtungsarten, die in der Bildverarbeitung verwendet werden:

1. Hellfeldbeleuchtung

Hellfeldbeleuchtung wird für Objekte verwendet, die aus demselben Winkel wie die Kamera beleuchtet werden müssen, um ein helles Bild des Objekts zu erzeugen. Sie ist ideal für die Prüfung glänzender oder reflektierender Komponenten.

2. Dunkelfeldbeleuchtung

Bei der Dunkelfeldbeleuchtung wird das Objekt in einem flachen Winkel beleuchtet, wodurch Oberflächenunregelmäßigkeiten und Defekte wie Kratzer oder Dellen hervorgehoben werden. Diese Technik eignet sich perfekt zum Erkennen von Oberflächenmerkmalen, die unter normalen Lichtbedingungen nicht sichtbar sind.

3. Hintergrundbeleuchtung

Bei der Hintergrundbeleuchtung wird das Objekt von hinten beleuchtet, sodass eine Silhouette entsteht. Dies ist besonders nützlich zum Messen von Abmessungen, Erkennen von Kanten und Überprüfen der Form oder des Umrisses von Objekten.

4. Strukturierte Beleuchtung

Bei strukturierter Beleuchtung wird ein Lichtmuster (z. B. Linien, Gitter oder Punkte) auf das Objekt projiziert. Die Verformung dieses Musters auf dem Objekt wird dann analysiert, um seine 3D-Form zu bestimmen oder Texturdetails hervorzuheben. Diese Methode ist für 3D-Bildgebung und Oberflächentopographiestudien äußerst effektiv.

5. Diffuse Beleuchtung

Diffuse Beleuchtung sorgt für gleichmäßiges, allseitiges Licht und reduziert Schatten und Reflexionen. Sie wird häufig in Kombination mit anderen Beleuchtungstechniken verwendet, um eine gleichmäßige Beleuchtung der Objektoberfläche zu erreichen. Dies ist ideal für die Prüfung von Objekten mit unregelmäßigen Oberflächen oder komplexen Geometrien.

6. Koaxialbeleuchtung

Bei der Koaxialbeleuchtung wird das Objekt über denselben optischen Pfad wie das Kameraobjektiv beleuchtet. Diese Methode ist für die Untersuchung flacher oder stark reflektierender Oberflächen nützlich, da sie Schatten und Reflexionen minimiert.

7. Stroboskoplicht

Beim Stroboskoplicht werden kurze, intensive Lichtblitze verwendet, um Bewegungen für Hochgeschwindigkeitsaufnahmen einzufrieren. Diese Technik ist bei Anwendungen unverzichtbar, bei denen sich die Objekte schnell bewegen, wie beispielsweise in Produktionslinien.

8. Multispektrale und hyperspektrale Beleuchtung

Bei multispektraler und hyperspektraler Beleuchtung wird das Objekt entweder nacheinander oder gleichzeitig mit Licht verschiedener Wellenlängen beleuchtet. Mit diesem Ansatz können Informationen gewonnen werden, die über das mit bloßem Auge Sichtbare hinausgehen, wie etwa die Materialzusammensetzung oder die Überprüfung des Vorhandenseins bestimmter Merkmale.

Jede Beleuchtungsart dient in Bildverarbeitungssystemen einem bestimmten Zweck. Die Wahl der Beleuchtung hängt von den Anwendungsanforderungen ab, einschließlich des Materials, der Form und der zu prüfenden Details des Objekts. Ingenieure und Designer verwenden häufig eine Kombination dieser Beleuchtungstechniken, um die Genauigkeit und Effizienz des Bildverarbeitungssystems zu optimieren.