小昂说“视”|光源照明重要性及选型指南

光源照明是影响机器视觉系统输入的重要因素之一，它直接影响输入数据的质量和应用效果。由于没有通用的机器视觉照明设备，所以针对每个特定的应用实例，要选择相应的光源产品，以达最佳效果。

机器视觉对光源主要有以下几个要求：高亮度、高均匀性、低功耗、长寿命、光谱特性好。机器视觉系统通过分析来自物品的反射光线来生成图像，物品的生产材料、尺寸、形状、颜色和表面处理都是重要影响因子，共同影响着反射光线，从而决定最终获取的图像品质。

一幅好的图像应该具备如下条件：对比度明显，目标与背景的边界清晰；背景尽量淡化而且均匀，不干扰图像处理；与颜色有关的信息要真实，亮度适中，不过度曝光。高品质的图像源于适当的焦距和照明，对比度差和照明不均匀的图像需要成像计算机花费更多的精力，不仅增加处理的时间，并且可能增加错误图像分析的次数。合适的视觉照明方案将被测物体与环境背景尽量区分，同时清楚的显示被测目标的关键信息。照明的质量和适宜性是创建一个强大和及时的视觉检查的关键方面。一般来说，对比度高的图像最容易处理，如果适当控制照明，机器视觉系统将可以轻松处理图像，并提供高度的可靠性和可重复性。

那么我们如何进行光源选型，打造合适的视觉照明方案，获取最佳图像效果呢？

首先，了解光源特性。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特性。

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。

例如在表面检测中，我们可以粗略的把目标上的缺陷分成两类，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，我们可以使用黑白摄像机，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地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下方，变换各种角度和高度，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，使目标上的检测区域与其它区域有尽可能大的区别。

其次，了解光源选型方法。一般从以下几个方面去选择合适的光源照明：

1.根据视野大小（视野要比被测物稍大），所选光源大小要保证照射所拍摄视野内区域亮度一致、均匀；

2.根据物体的形状；

3.根据所检测物体的颜色；

4.根据光源的角度，如果选择一个错误角度的光源，哪怕光源再亮，反射的光线却没有被镜头所吸收，图像也是黑的。

无论我们从哪个方面选择光源，最终的目的是为了在提取图像时能够将被测物体与背景明显区分开来，最大程度地突出被测物体的特征点，其次是要保证所选光源的均匀稳定性。

规划一套新的自动化检验系统时，首先要做的是了解待检验的物品，比如表面处理、颜色等。同样重要的是了解生产环境、工作距离、安装空间、照射方式、客户成本，还有相机、镜头等硬件因素的影响。然后，审查不同光源的优点和缺点。选择适当的光源后，下一个决定是如何定位光源，以确保最大的有效性。通过适当的光源组合以及光源相对于物品的安装方式，相机可以根据需要忽略或强调物品的特征，以确保生成清晰、一致的图像，从而满足应用的检验需求。

昂视可以帮助您确定最佳光源和光源定位选择，以满足您的特定应用需求。同时，从前期的项目咨询、产品选择、制定智能检测解决方案，再到生产线运行、现场调试指导、技术培训及完善的售后服务支持，都可以为您提供全程服务，助您视觉检测无忧。