機(jī)器視覺(jué)是用機(jī)器代替人眼來(lái)做測(cè)量和判斷，機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)主要包含相機(jī)、鏡頭、光源、圖像處理系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。而光源作為其中重要組成部分，直接關(guān)系到系統(tǒng)的成敗。在視覺(jué)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(jiǎn)化算法提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，一幅圖像如果曝光過(guò)度則會(huì)隱藏很多重要的信息，出現(xiàn)陰影則會(huì)引起邊緣誤判，圖像不均勻則會(huì)導(dǎo)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(gè)合適的光源。

光源及光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成敗是決定系統(tǒng)成敗的首要因素。在機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中，視覺(jué)光源的作用至少有以下幾種：

1、照亮目標(biāo)，提高目標(biāo)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(cè)量的工具或參照;

機(jī)器視覺(jué)光源如何選擇，光源的好壞在于對(duì)比度、亮度和對(duì)位置變化的敏感程度，機(jī)器視覺(jué)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?zé)舻?。由于沒(méi)有通用的機(jī)器視覺(jué)照明設(shè)備，所以針對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用實(shí)例，要設(shè)計(jì)相應(yīng)的照明裝置，以達(dá)到最佳效果。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的視覺(jué)光源的價(jià)值也正在于此。

機(jī)器視覺(jué)光源如何選擇

1、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(huì)出現(xiàn)。第一，工業(yè)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。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(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。

2、光源均勻性：不均勻的光會(huì)造成不均勻的反射。均勻關(guān)系到三個(gè)方面。第一，對(duì)于視野，在攝像頭視野范圍部分應(yīng)該是均勻的。簡(jiǎn)單地說(shuō)，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。第二，不均勻的光會(huì)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(duì)光的反射是相同的)。第三，均勻的光源會(huì)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。

3、光譜特征：光源的顏色及測(cè)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(zhǎng)。白光或某種特殊的光譜在提取其他顏色的特征 信息時(shí)可能是比較重要的因素。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。

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(jué)系統(tǒng)必須保證長(zhǎng)時(shí)間獲得穩(wěn)定一致的圖像。

5、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(guān)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?chē)膮^(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。

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