1、光源的選擇
光源是基礎(chǔ)，打光是藝術(shù)。一個(gè)好的打光效果，基本決定了視覺檢測成功的一大半。
光源的合理性選擇，直接影響了輸入圖像數(shù)據(jù)的質(zhì)量與應(yīng)用效果。針對每個(gè)不同的應(yīng)用案例與環(huán)境，需要選擇相應(yīng)的光源與合理的照明方式，以求達(dá)到最好的應(yīng)用效果。
（1）光源可分為可見光和不可見光。
常用的幾種可見光源有LED燈、螢光燈、鹵素?zé)簦ü饫w光源)、特殊光源。
LED燈：
? 使用壽命約10000－30000小時(shí)。
? 可以使用多個(gè)LED達(dá)到高亮度，同時(shí)可組合不同的形狀；
? 響應(yīng)速度快，波長可以根據(jù)用途選擇，制成不同的顏色。
螢光燈：
? 使用壽命大約1500－3000小時(shí)；
? 優(yōu)點(diǎn)：擴(kuò)散性好、適合大面積均勻照射；
? 缺點(diǎn)：響應(yīng)速度慢，亮度較暗。
光纖鹵素?zé)簦?br />
? 使用壽命大約1000小時(shí)；
? 優(yōu)點(diǎn)：亮度高；
? 缺點(diǎn)：響應(yīng)速度慢，幾乎沒有光亮度和色溫的變化。
（2）按照射方式不同可分為背向照明、前向照明、結(jié)構(gòu)光和頻閃光照明等。
背向照明是被測物放在光源和攝像機(jī)之間，它的優(yōu)點(diǎn)是能獲得高對比度的圖像，圖像效果為黑白分明的被測物輪廓，常用于尺寸測量；
前向照明是光源和攝像機(jī)位于被測物的同側(cè)，這種方式便于安裝，主要用于檢測物體表面的重要細(xì)節(jié)特征、缺陷和劃痕。
結(jié)構(gòu)光照明是將光柵或線光源等投射到被測物上，根據(jù)它們產(chǎn)生的畸變，解調(diào)出被測物的三維信息。
頻閃光照明是將高頻率的光脈沖照射到物體上，攝像機(jī)拍攝要求與光源同步。
（3）按照照明方式可分為穹形光源、環(huán)形光源、平行光源、同軸光源、點(diǎn)光源、低角度光源、線光源、光柵等。
選擇光源的角度：根據(jù)期望的圖像效果，選擇不同入射角度的光源。
穹形光源，主要用于球型或曲面物體的缺陷檢測、不平坦的光滑表面字符的檢測、金屬或鏡面的表面檢測。如玻璃瓶、滾珠、小工件表面、塑料或鋁制容器等。
環(huán)形光照射，多用于集成電路料帶與管腳字符、金屬工件刻印字符、光滑表面劃痕、瓶口尺寸或裂痕、平面工件表面質(zhì)量檢測。
條形光源（可控照明，紅色，藍(lán)色，綠色單色光源）也叫條形燈是一種從側(cè)面打光的照明光源，常用的角度是45度，也有更小角度。側(cè)光燈可以避免正面照射產(chǎn)生的強(qiáng)烈反光，同時(shí)還可以對邊緣部分實(shí)現(xiàn)高亮的照明。是一種在尺寸測量、外觀檢測方面應(yīng)用非常廣泛的一種照明方式。常用于：LCD缺陷的檢測、包裝文字檢測、包裝膜破損檢測、紙張質(zhì)量檢測、常規(guī)印刷質(zhì)量檢測、造物裂紋的檢測、電子部件的形狀識別和大小的測量、各種線陣檢測等。
同軸光照射，圖像效果為明亮背景上的黑色特征，用于反光厲害的平面物體檢測，能夠加強(qiáng)有差異角度的表面特征，增強(qiáng)表面紋理（劃痕、凹陷、壓?。?，減少陰影。如金屬、玻璃等光潔表面的劃痕和瑕疵檢測，芯片和硅片的破損檢測、金屬件上的沖壓字符檢測、線路板焊點(diǎn)與符號、集成電路的管腳字符檢測等。
高角度照射，圖像整體較亮，適合表面不反光物體；
低角度照射，圖像背景為黑，特征為白，可以突出被測物輪廓及表面凹凸變化；
多角度照射，圖像整體效果較柔和，適合曲面物體檢測；
（a）考慮光源顏色和背景顏色：
使用與被測物同色系的光會(huì)使圖像變亮（如：紅光使紅色物體更亮）；使用與被測物相反色系的光會(huì)使圖像變暗（如：紅光使藍(lán)色物體更暗、用藍(lán)光照射黃色物體，呈現(xiàn)黑色）。
波長越長，穿透能力越強(qiáng)；波長越短，擴(kuò)散能力越強(qiáng)。紅外的穿透能力強(qiáng)，適合檢測透光性差的物體，如棕色口服液雜質(zhì)檢測。紫外對表面的細(xì)微特征敏感，適合檢測對比不夠明顯的地方，如食用油瓶上的文字檢測。
（b）選擇光源的形狀和尺寸：
主要分為圓形、方形和條形。通常情況下選用與被測物體形狀相同的光源，形狀以測試效果為準(zhǔn)。光源的尺寸選擇，要求保障整個(gè)視野內(nèi)光線均勻，略大于視野比較好。
（c）選擇是否用漫射光源：
如被測物體表面反光，選用漫反射光源。多角度的漫射照明使得被測物表面整體亮度均勻，圖像背景柔和，檢測特征不受背景干擾。
A、如何評價(jià)一個(gè)光源的好壞？
1) 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。
2) 魯棒性
魯棒性就是對環(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，選擇更亮的那個(gè)。光源的亮度不夠，必然要加大光圈，從而減小了景深。
4) 均勻性
均勻性是光源一個(gè)很中要的技術(shù)參數(shù)。均勻性好的光源使系統(tǒng)工作穩(wěn)定。
5) 可維護(hù)性
可維護(hù)性主要指光源易于安裝，易于更換。
6) 壽命及發(fā)熱量
光源的亮度不易衰減過快，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。
B、如何依靠光源增強(qiáng)圖像對比度？
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，對物質(zhì)的穿透力(穿透率)不同，波長越長，對物體的穿透力愈強(qiáng)，波長越短，對物質(zhì)表面的擴(kuò)散率愈大。
C、選光源的一些技巧
? 需要前景與背景更大的對比度，可以考慮用黑白相機(jī)與彩色光源
? 環(huán)境光的問題，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(低角度)
? 檢測塑料的時(shí)候，嘗試用紫外或紅外光
? 需要通過反射的表面看特征，嘗試用低角度線光源(暗視場)
? 單個(gè)光源不能有效解決問題時(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
魯ICP備09100748號-2