機器視覺(jué)中光源選型的基本要素

在機器視覺(jué)中，獲得一張高質(zhì)量的可處理圖像至關(guān)重要。機器視覺(jué)系統之所以成功，首先要保證圖像質(zhì)量好，特征明顯。反之，如果圖像質(zhì)量不好，特征不明顯，會(huì )使機器視覺(jué)系統變得不可靠或魯棒性不高，甚至導致項目失敗。因此，光源選擇技能是必須的，下面為大家介紹光源選型的基本要素：

1. 光源顏色
良好的光源顏色選擇可以使需要被觀(guān)察的特征與需要被忽略的圖像特征之間產(chǎn)生最大的對比度，即，特征與其周?chē)膮^域之間有足夠的灰度量區別，從而易于特征的區分。為了最大程度區分被觀(guān)察物和背景，通常選擇互補色光源，例如，當被觀(guān)察物為綠色時(shí)，選擇紅色光源背景能提高對比度。

當被觀(guān)察物中混雜一些我們不希望看到的雜質(zhì)時(shí)，通常選擇與雜志顏色相同的背景光源顏色，這樣可以在視覺(jué)效果上濾除雜質(zhì)干擾。

檢測微小塵粒時(shí)，紫外光是一個(gè)良好選擇。例如在晶片塵粒檢測時(shí)，通常用到紫外光。

2. 照明方式
良好的照明方式應該保證需要檢測的特征突出于其他背景。照明方式有很多中，例如前向照明、背向照明、同軸光照明等，根據不同的應用背景，不同的照明方式直接與項目成敗相關(guān)。
當需要突出物體輪廓時(shí)，通常采用背向照明，即被觀(guān)察物位于光源和高速相機之間。

多種方式的前向照明
此外，在一些特殊應用場(chǎng)合，靈活使用定制的照明方式也很重要。例如，為了節省光源和高速相機的擺放空間同時(shí)又達到光源從一定角度照射的效果，可使用反射鏡，科天健自主研發(fā)的焊縫跟蹤系統將高速相機和激光線(xiàn)發(fā)射器固定在一個(gè)小盒子內，通過(guò)一個(gè)反射鏡改變激光線(xiàn)方向，使激光線(xiàn)和高速相機光軸方向呈大角度，以便針對焊縫進(jìn)行激光三角測量。

焊縫跟蹤照明系統
3. 其他要素
光源的亮度、魯棒性也是光源選型中不可忽略的要素。
亮度：當選擇兩種光源的時(shí)候，最佳的選擇是選擇更亮的那個(gè)。當光源不夠亮時(shí)，可能有三種不好的情況會(huì )出現。第一，高速相機的信噪比不夠；由于光源的亮度不夠，圖像的對比度必然不夠，在圖像上出現噪聲的可能性也隨即增大。其次，光源的亮度不夠，必然要加大光圈，從而減小了景深。另外，當光源的亮度不夠的時(shí)候，自然光等隨機光對系統的影響會(huì )最大。
魯棒性：是指光源是否對部件的位置敏感度最小。當光源放置在攝像頭視野的不同區域或不同角度時(shí)，結果圖像應該不會(huì )隨之變化。方向性很強的光源，增大了對高亮區域的鏡面反射發(fā)生的可能性，這不利于后面的特征提取。
好的光源需要能夠使你需要尋找的特征非常明顯，除了是高速相機能夠拍攝到部件外，好的光源應該能夠產(chǎn)生最大的對比度、亮度足夠且對部件的位置變化不敏感。光源選擇好了，剩下來(lái)的工作就容易多了。當然，具體的光源選型方法還在于試驗的實(shí)踐經(jīng)驗。