機(jī)器視覺光源的選擇應(yīng)考慮哪些特性

在機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)中，光源的選擇會(huì)直接影響輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量和應(yīng)用效果，對(duì)整體的產(chǎn)品檢測(cè)水平起到十分關(guān)鍵的作用。由于機(jī)器視覺檢測(cè)沒有通用的照明設(shè)備，因而就需要根據(jù)客戶提供的樣品進(jìn)行打光，針對(duì)性確定光源的型號(hào)種類，在進(jìn)行下一步聯(lián)機(jī)調(diào)試。對(duì)于光源的選擇應(yīng)考慮以下幾個(gè)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(huì)出現(xiàn)。第一，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。

二、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。

1.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(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)。

3.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。

三、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。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、對(duì)比度。對(duì)比度對(duì)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(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(cè)的特征突出于其他背景。

五、效率。有些光源效率很高，相對(duì)于能量的消耗，其散發(fā)出更加多的光能，例如熒光燈。而鎢燈，產(chǎn)生相當(dāng)多的熱量，能量消耗也很大。效率不高的光源產(chǎn)生局部過熱，浪費(fèi)很多。一般光源的溫度越高，其壽命就會(huì)縮短，其消耗的能量就相對(duì)較高。

六、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。

合適的光源能為圖像采集系統(tǒng)提供穩(wěn)定的、高對(duì)比度的圖像，進(jìn)一步提升檢測(cè)精度，降低誤檢、漏檢率，因此對(duì)于光源的選擇就需要十分重視，充分考慮光源的各個(gè)特性，合理選擇。