機(jī)器視覺光源技術(shù)簡介
光源是機(jī)器視覺的重要組成部分
光源是影響機(jī)器視覺系統(tǒng)輸入的重要因素，因?yàn)樗苯佑绊戄斎霐?shù)據(jù)的質(zhì)量和至少３０％的應(yīng)用效果。由于沒有通用的機(jī)器視覺照明設(shè)備，所以針對每個(gè)特定的應(yīng)用實(shí)例，要選擇相應(yīng)的照明裝置，以達(dá)到最佳效果。許多工業(yè)用的機(jī)器視覺系統(tǒng)用可見光作為光源，這主要是因?yàn)榭梢姽馊菀撰@得，價(jià)格低，并且便于操作。常用的幾種可見光源是白幟燈、日光燈、水銀燈和鈉光燈。但是，這些光源的一個(gè)最大缺點(diǎn)是光能不能保持穩(wěn)定。以日光燈為例，在使用的第一個(gè)１００小時(shí)內(nèi)，光能將下降１５％，隨著使用時(shí)間的增加，光能將不斷下降。因此，如何使光能在一定的程度上保持穩(wěn)定，是實(shí)用化過程中急需要解決的問題。另一個(gè)方面，環(huán)境光將改變這些光源照射到物體上的總光能，使輸出的圖像數(shù)據(jù)存在噪聲，一般采用加防護(hù)屏的方法，減少環(huán)境光的影響。由于存在上述問題，在現(xiàn)今的工業(yè)應(yīng)用中，對于某些要求高的檢測任務(wù)，常采用ｘ射線、超聲波等不可見光作為光源。但是在一般的應(yīng)用中，LED機(jī)器視覺光源逐漸成為主角。
以下是選擇機(jī)器視覺光源時(shí)應(yīng)考慮哪些特性：
一、亮度：在兩種光源中選擇時(shí)，最佳的選擇是更亮的那個(gè)。
當(dāng)光源不夠亮?xí)r，可能有三種不好的情況會出現(xiàn)。
1、相機(jī)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。
2、光源的亮度不夠，必然要加大光圈，從而減小了景深。
3、當(dāng)光源的亮度不夠的時(shí)候，自然光等隨機(jī)光對系統(tǒng)的影響會最大。
二、光源均勻性：不均勻的光會造成不均勻的反射。均勻關(guān)系到三個(gè)方面。
1、對于視野，在攝像頭視野范圍部分應(yīng)該是均勻的。簡單的說，圖像中暗的區(qū)域就是缺少反射光，而亮點(diǎn)就是此處反射太強(qiáng)了。
2、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(shè)物體表面的對光的反射是相同的）。
3、均勻的光源會補(bǔ)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。
三、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(shí)可能使比較重要的因素。當(dāng)分析多顏色特征的時(shí)候，選擇光源的時(shí)候，色溫是一個(gè)比較重要的因素。
四、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(shí)間獲得穩(wěn)定一致的圖像。
五、對比度：對比度對機(jī)器視覺來說非常重要。機(jī)器視覺應(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(yīng)該能夠保證需要檢測的特征突出于其他背景。
