什么样才算机器视觉光源方案？

一个好的操作平台应该能够在短的时间内处理图像，一个好的机器视觉软件应该很容易应用于一系列案例，一个好的相机和镜头应该有小的畸变和足够的分辨率。但是，一个好的机器视觉照明应该有什么特点呢？光源在图像分析和处理中的作用是什么？

判断机器视觉照明的质量，首先要知道光源需要做什么！显然，光源不仅应该使检测部件被摄像头使用“看见”。有时，一个完整的机器视觉系统不能支持工作，但只有优化光源才能使系统正常工作。

对比度：对比度对机器视觉非常重要。机器视觉应用的照明重要的任务是将需要观察的特征与需要忽略的图像特征进行的对比，以便很容易区分特征。对比度定义为特征与周围区域之间有足够的灰度量差异。良好的照明应确保需要检测的特征突出于其他背景。

亮度：当选择两个光源时，的选择是选择更亮的。当光源不够亮时，可能会出现三种不良情况。首先，相机的信噪比不够；由于光源亮度不够，图像对比度不够，图像噪声的可能性立即增加。其次，光源亮度不够，必须增加光圈，以减少景深。此外，当光源亮度不够时，自然光等随机光对系统的影响。

鲁棒：测试光源的另一种方法是看看光源是否对部件的位置敏感。当光源放置在相机视野的不同区域或角度时，结果图像不应改变。方向性强的光源增加了镜面反射高亮区域的可能性，不利于后续特征提取。在许多情况下，良好的光源在实际工作中需要与实验室相同的效果。

好的光源需求可以使你需要找到的特征非常明显。除了摄像头可以拍摄部件外，好的光源还应该能够产生的对比度，亮度足够，对部件的位置变化不敏感。光源选择好了，剩下的工作就容易多了！

机器视觉应用关注反射光（除非使用背光）。物体表面的几何形状、光泽和颜色决定了光在物体表面的反射方式。机器视觉应用的光源控制技巧是如何控制光源反射。如何控制光源的反射，则可以控制图像。因此，在机器视觉应用中，当光源进入给定物体表面时，了解光源重要的方面是控制光源及其反射。

光源可预测：当光源进入物体表面时，光源的反射是可预测的。光源可以被吸收或反射。光可能被完全吸收（黑色金属材料，表面难以照亮）或部分吸收（导致颜色变化和亮度不同）。不被吸收的光被反射，入射光的角度等于反射光的角度。这一科学定律大大简化了机器的视觉光源，因为理想的效果可以通过控制光源来实现。

物体表面：如果光源以可预测的方式传播，机器视觉光源设计如此困难的原因是什么？复杂的机器视觉照明是由物体表面的变化引起的。如果所有物体的表面都是一样的，就没有必要在解决实际应用时使用不同的光源技术。但由于物体表面不同，需要观察视野中物体表面，分析光源入射的反射。

控制反射：正如前面提到的，如果反射光可以控制，图像就可以控制。无论强度有多大。因此，在涉及机器视觉应用的光源设计中，重要的原则是控制光源反射到透镜和反射的程度。机器视觉光源设计是对反射的研究。在视觉应用中，当观察一个物体来决定需要什么样的光源时，首先要问自己这样的问题：“我怎样才能让物体出现？”“如何利用光源将必要的光反射到镜头中以获得物体的外观？”

影响反射效果的因素有：光源的位置、物体表面的纹理、物体表面的几何形状和光源的均匀性。

光源的位置：由于光源是根据入射角反射的，因此光源的位置对获得高对比度的图像非常重要。光源的目标是使感兴趣的特征不同于周围背景对光源的反射。预测光源如何反射到物体表面可以决定光源的位置。

表面纹理：物体表面可能是高度反射（镜面反射）或高度漫反射。决定物体是镜面反射还是漫反射的主要因素是物体表面的光滑度。漫反射表面，如不光滑的纸张，表面角度复杂，显微镜非常明亮，由于物体表面角度的变化，光源照射到物体表面，分散。光滑的纸张表面光滑，减少了物体表面的角度。光源照射到光源表面，并根据入射角进行反射。

表面形状：球形表面反射光源的方式与平面物体不同。物体表面的形状越复杂，表面光源的变化就越复杂。与抛光镜面表面相对应，光源需要从不同的角度进行照射。从不同的角度照射可以减少光影。

光源均匀性：不均匀的光会引起不均匀的反射。均匀性与三个方面有关。首先，对于视野，在相机的视野范围内部分应该是均匀的。简单地说，图像中的黑暗区域缺乏反射光，而亮点是这里的反射太强了。不均匀的光会使视野中的一些区域比其他区域的光更多。导致物体表面反射不均匀（假设物体表面对光的反射相同）。

均匀的光源可以补偿物体表面的角度变化，即使物体表面的几何形状不同，光源在各个部分的反射也是均匀的。

光源技术的应用：光源技术是设计光源的几何和位置，使图像具有对比度。光源将使那些感兴趣和需要机器视觉分析的区域更加突出。通过选择光源技术，我们应该关心物体如何被照明，以及光源如何反射和散射。以下是六种照明技术：通用照明、背光、同轴（共轴）、连续漫反射、暗域和结构光。

一般目的照明：一般照明一般采用环形或点形照明。环灯是一种常见的一般照明方法，易于安装在镜头上，可为漫反射表面提供足够的照明。

背光：背光是将光源放置在相对于相机的物体的背面。这种照明方法与其他照明方法非常不同，因为图像分析不是水光，而是入射光。背光产生了很强的对比度。当应用背光技术时，物体的表面特征可能会丢失。例如，背光技术可以用来测量硬币的直径，但不能判断硬币的正反面。

同轴照明：同轴照明是指与相机轴向相同方向的光照射到物体表面。同轴照明使用特殊的半反射镜反射光源到相机的透镜轴方向。半反射镜只允许垂直于透镜的光源从物体表面反射。

同轴照明技术对实现具有镜面特征的扁平物体表面的均匀照明非常有用。此外，该技术还可以改变表面角度，因为不垂直于相机镜头的表面反射的光不会进入镜头，导致表面变暗。

连续漫反射照明：连续漫反射照明应用于物体表面的反射或表面的复杂角度。连续漫反射照明采用半球形均匀照明，以减少影子和镜面的反射。这种照明方法对完全组装的电路板照明非常有用。该光源可实现170立体角的均匀照明。

暗域照明:暗域照明相对于物体表面提供低角度照明。使用相机拍摄镜子使其在视野中。如果你能在视野中看到光源，你会认为亮域照明。相反，如果你在视野中看不到光源，那就是暗域照明。因此，光源是亮域照明还是暗域照明与光源的位置有关。

一般来说，暗域照明用于表面部分有突起部分或表面纹理变化的照明。

结构光：结构光是一种几何形状的光（如线、圆、方形）。典型的结构光涉及激光或光纤。结构光可用于测量相机与光源之间的距离。

多轴照明：在许多应用中，为了使视野中的不同特征表现出不同的对比度，需要多种照明技术。

选择光源：一旦选择了照明技术，下一步就是选择什么样的光源。光源应该是光源。