如今是自動(dòng)化生產(chǎn)時(shí)代，自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域和自動(dòng)化檢測方面，機(jī)器視覺作出了突出的貢獻(xiàn)。機(jī)器視覺光源以及光源控制器是視覺自動(dòng)化設(shè)備最重要的零部件之一。機(jī)器視覺光源的目的是為了取得一副好的圖像，簡化視覺算法，提高識別檢測效率，它直接確定了自動(dòng)化設(shè)備的成與敗，屬于視覺集成中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)并被廣泛使用于視覺自動(dòng)化設(shè)備中。

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)器視覺系統(tǒng)中，視覺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、用作測量的工具或參照。

影響光源的主要因素：

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。

依靠機(jī)器視覺光源可以增強(qiáng)圖像的對比度，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。

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，最佳的選擇是選擇更亮的那個(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。

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。

機(jī)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(jī)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?zé)舻?。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)器視覺系統(tǒng)的視覺光源的價(jià)值也正在于此。

機(jī)器視覺光源如何選擇：

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，對于視野，在攝像頭視野范圍部分應(yīng)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(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)物體表面對光的反射是相同的）。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，視覺系統(tǒng)必須保證長時(shí)間獲得穩(wěn)定一致的圖像。

5、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。

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