影響機(jī)器視覺(jué)光源的幾個(gè)參數(shù)及選擇技巧

在機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)應(yīng)用中，光源的選擇非常重要，它將直接影響輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量和應(yīng)用效果。合適的光源將為圖像采集機(jī)構(gòu)提供穩(wěn)定的高對(duì)比度的圖像。那么如何選擇一個(gè)合適的機(jī)器視覺(jué)光源，又如何評(píng)價(jià)一個(gè)光源的好壞？下面為你一一解答。

1、對(duì)比度

對(duì)比度對(duì)機(jī)器視覺(jué)來(lái)說(shuō)非常重要。機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用的照明的最重要的任務(wù)就是使需要被觀察的特征與需要被忽略的圖像特征之間產(chǎn)生最大的對(duì)比度，從而易于特征的區(qū)分。對(duì)比度定義為在特征與其周圍的區(qū)域之間有足夠的灰度量區(qū)別。好的照明應(yīng)該能夠保證需要檢測(cè)的特征突出于其他背景。

2、魯棒性

魯棒性就是對(duì)環(huán)境有一個(gè)好的適應(yīng)。好的光源需要在實(shí)際工作中與其在實(shí)驗(yàn)室中的有相同的效果 。

3、亮度

當(dāng)選擇兩種光源的時(shí)候，最佳的選擇是選擇更亮的那個(gè)。當(dāng)光源不夠亮?xí)r，可能有三種不好的情況會(huì)出現(xiàn)。第一，相機(jī)的信噪比不夠；由于光源的亮度不夠，圖像的對(duì)比度必然不夠，在圖像上出現(xiàn)噪聲的可能性也隨即增大。其次，光源的亮度不夠，必然要加大光圈，從而減小了景深。另外，當(dāng)光源的亮度不夠的時(shí)候，自然光等隨機(jī)光對(duì)系統(tǒng)的影響會(huì)最大。

4、光源可預(yù)測(cè)

當(dāng)光源入射到物體表面的時(shí)候，光源的反映是可以預(yù)測(cè)的。光源可能被吸收或被反射。光可能被完全吸收（黑金屬材料，表面難以照亮）或者被部分吸收（造成了顏色的變化及亮度的不同）。不被吸收的光就會(huì)被反射，入射光的角度等于反射光的角度，這個(gè)科學(xué)的定律大大簡(jiǎn)化了機(jī)器視覺(jué)光源，因?yàn)槔硐氲南攵ǖ男Ч梢酝ㄟ^(guò)控制光源而實(shí)現(xiàn)。

5、均勻性

均勻性是光源一個(gè)很重要的技術(shù)參數(shù)。均勻性好的光源使系統(tǒng)工作穩(wěn)定 。

6、可維護(hù)性

可維護(hù)性主要指光源易于安裝，易于更換 。

7、壽命及發(fā)熱量

光源的亮度不易衰減過(guò)快，這樣會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定，增加維護(hù)的成本 。發(fā)熱量大的燈亮度衰減快，光源的壽命也會(huì)受到很大影響。

如何依靠光源增強(qiáng)圖像對(duì)比度？

使用相同顏色的光或相近顏色的光源照射可以使被照射部分變亮；

使用相反顏色的光或相近顏色的光源照射可以使被照射部分變暗。

不同的波長(zhǎng)，對(duì)物質(zhì)的穿透力(穿透率)不同，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，對(duì)物體的穿透力愈強(qiáng)，波長(zhǎng)越短，對(duì)物質(zhì)表面的擴(kuò)散率愈大。

選光源的一些技巧

需要前景與背景更大的對(duì)比度，可以考慮用黑白相機(jī)與彩色光源；

環(huán)境光的問(wèn)題，嘗試用單色光源，配一個(gè)濾鏡；

閃光曲面，考慮用散射圓頂光；

閃光，平的，但粗糙的表面，嘗試用同軸散射光；

看表面的形狀，考慮用暗視場(chǎng)(低角度)；

檢測(cè)塑料的時(shí)候，嘗試用紫外或紅外光；

需要通過(guò)反射的表面看特征，嘗試用低角度線光源(暗視場(chǎng))；

單個(gè)光源不能有效解決問(wèn)題時(shí)考慮用組合光源；

頻閃能夠產(chǎn)生比常亮照明20倍強(qiáng)的光；