图像处理专用照明光源

图像处理专用照明光源

机器视觉中的照明

照明在机器视觉中的重要地位几乎已经被所有的视觉工程师认识，我们经常可以看到这样的格言，“better to light than write （software）”，“avoid garbage in （bad lighting） that causes garbage out （bad result）”，“create the BEST image first”，“Lighting can make or break the job”等等，接下来的问题是我们如何选择光源、设计照明系统，最终获得最佳图像效果。
　　设计照明系统，首先应该对光源的特性有所了解。这包括：（1）光源本身的特性，如光源的光谱分布，在被照射面上的亮度分布，光源使用中的温度特性和寿命等。（2）光源与被照射物体的相互作用。光源照射在物体上，会发生反射、吸收和透射三种相互作用，不同材质的物体，三种作用产生的现象不同，同一种物体上缺陷部分和其他部分，三种作用产生的现象也不同。如在表面检测中，我们可以粗略的把目标上的缺陷分成二类，一类是几何形状缺陷，诸如：凹坑、划痕、裂纹、毛刺、凸起、擦伤、碰伤等；另一类是表面强度（或密度）缺陷，如：氧化、生锈、污点、污迹等，前者使表面反射发生变化，后者使表面反射和吸收都发生变化。只有仔细研究光源与被照物相互作用的特点，才能确定光源及照明方式。物体的色彩是光吸收的另一个例子。全波段的白光照射到物体表面，一些波长的光被物体表面吸收，一些波长的光被表面反射，物体呈现出与反射光相同频谱的颜色。利用这个道理，我们可以使用黑白相机，选择特定波长的光源，突出物体表面待检测部分与其它部分的灰度差，实现可靠、稳定的检测。（3）光源的结构。光源可以做成各种形状结构，每种形状发出光的特点不同。如：漫反射光，可以在目标平面上获得均匀的光照；直射光，通过反射和产生阴影显示边缘和表面结构，但光源或目标的移动和倾斜都会明显的影响图像亮度和对比度。另外，光源可以放在被照物体的上方或者下方，可以有各种角度和高度，通过不同形状和照明方式的组合，利用诸如产生阴影、产生高亮区域或无反射区域的方法，使目标上的感兴趣区域与其它区域有尽可能大的区别。
　　在确定了光源和照明方式后，设计照明系统最后一步也是最重要的一步就是