機器視覺光源的選擇需要注意什么

機器視覺是用機器代替人眼來做測量和判斷，機器視覺系統(tǒng)主要包含相機、鏡頭、光源、圖像處理系統(tǒng)和執(zhí)行機構。而光源作為其中重要組成部分，直接關系到系統(tǒng)的成敗。在視覺系統(tǒng)中圖像是核心，選擇合適的光源能夠呈現(xiàn)一幅好的圖像，能夠簡化算法提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，一幅圖像如果曝光過度則會隱藏很多重要的信息，出現(xiàn)陰影則會引起邊緣誤判，圖像不均勻則會導致閾值選擇困難。因此要保證有較好的圖像效果，就必須要選擇一個合適的光源。

光源及光學系統(tǒng)設計的成敗是決定系統(tǒng)成敗的首要因素。在機器視覺系統(tǒng)中，視覺光源的作用至少有以下幾種：

1、照亮目標，提高目標亮度;

2、形成最有利于圖像處理的成像效果;

3、克服環(huán)境光干擾，保證圖像的穩(wěn)定性;

4、用作測量的工具或參照;

機器視覺光源如何選擇，光源的好壞在于對比度、亮度和對位置變化的敏感程度，機器視覺光源包括LED光源、紫外照明系統(tǒng)、紅外光源、光纖照明系統(tǒng)、鹵素燈等。由于沒有通用的機器視覺照明設備，所以針對每個特定的應用實例，要設計相應的照明裝置，以達到最佳效果。機器視覺系統(tǒng)的視覺光源的價值也正在于此。

機器視覺光源如何選擇

1、亮度：在兩種光源中選擇時，最佳的選擇是更亮的那個。當光源不夠亮時，可能有三種不好的情況會出現(xiàn)。第一，工業(yè)相機的信噪比不夠;由于光源的亮度不夠，圖像的對比度必然不夠，在圖像上出現(xiàn)噪聲的可能性也隨即增大。第二，光源的亮度不夠，必然要加大光圈，從而減小了景深。第三，當光源的亮度不夠的時候，自然光等隨機光對系統(tǒng)的影響會最大。

2、光源均勻性：不均勻的光會造成不均勻的反射。均勻關系到三個方面。第一，對于視野，在攝像頭視野范圍部分應該是均勻的。簡單地說，圖像中暗的區(qū)域就是缺少反射光，而亮點就是此處反射太強了。第二，不均勻的光會使視野范圍內(nèi)部分區(qū)域的光比其他區(qū)域多。從而造成物體表面反射不均勻(假設物體表面的對光的反射是相同的)。第三，均勻的光源會補償物體表面的角度變化，即使物體表面的幾何形狀不同，光源在各部分的反射也是均勻的。

3、光譜特征：光源的顏色及測量物體表面的顏色決定了反射到攝像頭的光能的大小及波長。白光或某種特殊的光譜在提取其他顏色的特征 信息時可能是比較重要的因素。當分析多顏色特征的時候，選擇光源的時候，色溫是一個比較重要的因素。

4、壽命特性：光源一般需要持續(xù)使用。為使圖像處理保持一致的精確，視覺系統(tǒng)必須保證長時間獲得穩(wěn)定一致的圖像。

5、對比度：對比度對機器視覺來說非常重要。機器視覺應用的照明的最重要的任務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)生最大的對比度，從而易于特征的區(qū)分。對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。好的照明應該能夠保證需要檢測的特征突出于其他背景。

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