問：圖像太暗時要如何增強圖像亮度？

答：通俗來講，普遍認為圖像亮度就是圖像的明暗度。我們知道一幅8bit的黑白圖像是有256個灰階的。灰階數值越接近于0亮度越低；反之，越接近255亮度越亮。機器視覺中常常需要采集圖像并根據圖像來進行下一步進程，如果采集的圖像特別暗就不利于缺陷識別和檢測，下面主要從工業相機、工業鏡頭、與光源三個方面來簡述如何提升圖像亮度。

01工業相機

想象一下，假設天空中下著雨，雨滴之間的密度均勻且速度一致，在室外分別放置一個水盆與一個杯子，一段時間后哪個容器里收集到的雨水最多？

在這個比喻中，把光子比喻成密度均勻速度一致的雨滴，大像元比喻成水盆而小像元比喻為水杯，接水的時間則代表曝光時間。一塊Sensor的長寬固定，Sensor的面積也就固定，在這塊Sensor上的像素越多，單個像素所占的面積就越小，一定曝光時間內接收到的光子就越少。反過來講，同樣曝光時間、增益相同的兩臺相機，單個像元較大的一臺捕捉到的圖像較亮，且具有較高的信噪比。

在相機的軟件端，除了提升曝光時間可直接提升圖像亮度以外，更改數字增益，模擬增益或打開相機的Binning(若支持)時，也會增加圖像亮度。若使用TDI線掃相機，更改較高階數的TDI設置也可顯著增加亮度，改善信噪比。

02工業鏡頭

鏡頭的光圈調節環標記的數字如:16、8、5.6、4、2.8等不同的數值，這些參數表征了鏡頭的通光能力。從下面的公式可以看到，當一枚鏡頭的f焦距固定，F#越小，鏡頭入瞳直徑(通光孔徑)越大，進而通光量更大，反映到圖像上其亮度也會提升

有效F#，此數值為鏡頭在有限距離內的實際光圈數，決定了實際操作時的亮度。光學放大倍率B越大，則鏡頭成像越暗。

03工業光源

合理的光源角度，光源物距與波長可以獲得亮度與對比度適宜的圖像，進而被算法處理識別。圖像較暗可嘗試調高光源控制器的檔位或更換更高功率的光源，也可以換用頻閃光源與頻閃控制器。另外根據被攝物材料表面特點、材料的吸收與反射特性找到合適的角度與光源物距，選擇合適波長的光源，利用對色補色原理也能讓圖像亮度與對比度提升，進而被算法處理識別。

04其它TIPS

提升圖像亮度的方式有很多，但每種方式幾乎都伴隨著不利的影響，如：

1、光圈過大會導致景深變淺；

2、曝光時間過長會導致快速移動的物體有拖影或幀率下降影響生產節拍；

3、啟用Binning造成圖像橫縱分辨率減半甚至更多，造成精度下降；

4、調高增益導致圖像出現明顯的噪點。

所以，在實際情況中也需要平衡多方因素選擇或組合的方式進行調節，改善圖像亮度。