機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中的照明系統(tǒng)是極其重要的一部分，它的好壞直接影響著后面的圖像處理。好的照明系統(tǒng)可以減少很多圖像處理工作，提升整個(gè)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)效率。那么照明是怎樣一門(mén)學(xué)問(wèn)呢？如何在機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中選擇合適的照明系統(tǒng)呢？ 合適的照明是機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用成功的關(guān)鍵，而且是第一要考慮的部分。一個(gè)設(shè)計(jì)良好的照明系統(tǒng)不僅會(huì)帶來(lái)更好的性能，節(jié)約時(shí)間，而且從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看能節(jié)約成本。 ?

最適合機(jī)器視覺(jué)照明八大技巧

1、檢測(cè)材料缺損請(qǐng)使用亮度高的光； 2、精確定位請(qǐng)使用合適波長(zhǎng)的光； 3、檢測(cè)玻璃上的刮痕請(qǐng)使用非漫射的光； 4、檢測(cè)透明包裝請(qǐng)使用漫射光； 5、創(chuàng)造對(duì)比請(qǐng)使用顏色光； 6、檢測(cè)快速移動(dòng)物體請(qǐng)使用頻閃光； 7、消除反射時(shí)請(qǐng)使用紅外光； 8、消除顏色變化請(qǐng)使用紅外光。

照明怎樣影響機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用呢？

機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)在工作過(guò)程中，依賴(lài)于圖像質(zhì)量，高質(zhì)量的圖像可以使系統(tǒng)能夠更加精準(zhǔn)地從檢測(cè)物體中提取信息，而在視覺(jué)應(yīng)用中的圖像質(zhì)量很大程度上取決于照明條件：顏色、角度以及光源數(shù)量。

照明又取決于檢測(cè)物體的尺寸、表面的特征、部分幾何特征以及系統(tǒng)需求。

選擇照明時(shí)需考慮的5大方面

1、表面是光滑，還是崎嶇不平？ 2、表面是暗淡，還是光亮？ 3、對(duì)象是彎曲的，還是平坦的？ 4、條碼或標(biāo)記的顏色是怎樣的？ 5、是檢測(cè)移動(dòng)的物體，還是靜止的對(duì)象？ 技巧一：使用亮光去檢測(cè)材料缺損 例：在塑料澆注中驗(yàn)證材料是否有缺損 通過(guò)塑料澆注的應(yīng)用，可以驗(yàn)證材料是否有缺損，這對(duì)于確保密封表面是否良好有很重要的效果。當(dāng)有材料缺損時(shí)（比如澆注到模型中的材料不充分），就會(huì)產(chǎn)生不利的條件。 照明技術(shù)：亮場(chǎng) 亮場(chǎng)照明技術(shù)依賴(lài)表面紋理和平坦地形。光線(xiàn)遇到平坦反光的表面將光線(xiàn)反射回到相機(jī)，創(chuàng)立一個(gè)亮區(qū)域。粗糙紋理或表面缺損會(huì)將光線(xiàn)散射而遠(yuǎn)離相機(jī)，創(chuàng)立了暗區(qū)域。

技巧二：精確組件定位使用合適的波長(zhǎng) 比如檢測(cè)倒裝芯片（Flipped Chips），在PCB裝配中驗(yàn)證合適的零件方向是常見(jiàn)的機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用。 照明技術(shù)：亮場(chǎng) 為了驗(yàn)證裝配問(wèn)題，使用藍(lán)光波長(zhǎng)的打亮芯片方位。這個(gè)照明技術(shù)依靠波長(zhǎng)和同軸照明幾何。藍(lán)色波長(zhǎng)（460 納米）能很好地區(qū)分銀質(zhì)和銅質(zhì)表面：銅吸收藍(lán)光呈現(xiàn)出暗場(chǎng)，銀反射藍(lán)光呈現(xiàn)亮場(chǎng)。同軸照明幾何消除錯(cuò)誤反射：不想要的耀眼點(diǎn)，反射和暗點(diǎn)。

技巧三：在玻璃中檢測(cè)裂痕使用非漫反射 比如檢測(cè)玻璃容器上的裂痕 照明技術(shù)：暗場(chǎng) 在這個(gè)應(yīng)用當(dāng)中，用暗場(chǎng)照明來(lái)創(chuàng)立一個(gè)明亮的，在暗背景下容易檢測(cè)的感興趣特征。在一個(gè)暗場(chǎng)區(qū)域中光線(xiàn)直接通過(guò)透明的瓶子。大多數(shù)穿透透明對(duì)象的光線(xiàn)不會(huì)被相機(jī)檢測(cè)到。如果材料不規(guī)則，比如有裂紋，一些光線(xiàn)就會(huì)凸顯出這個(gè)不規(guī)則。特別是劃痕創(chuàng)立了一個(gè)內(nèi)部空缺，這里光線(xiàn)折射和反射，以許多角度散射包括返回給相機(jī)。這些光線(xiàn)將很難檢測(cè)的劃痕轉(zhuǎn)換到暗背景下的亮特征。

技巧四：檢測(cè)透明包裝使用漫射光 比如驗(yàn)證吸塑包裝的內(nèi)容 照明技術(shù)：連續(xù)漫射 連續(xù)的漫射照明技術(shù)不強(qiáng)調(diào)表面紋理和升高中的變化。它提供了非常大的固定照明角度，從多角度讓光線(xiàn)找到對(duì)象上，因此消除了反射和典型的非方向性或單個(gè)光源產(chǎn)生的陰影。

技巧五：使用顏色創(chuàng)造對(duì)比度 在機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用中創(chuàng)造一個(gè)高對(duì)比度圖像的一個(gè)有用的方法是用特殊波長(zhǎng)（彩色）的光照明物體。對(duì)于黑白相機(jī)來(lái)講，光的波長(zhǎng)能使得跟彩色一樣的特征變亮或變暗。以彩色輪子作為參考，選擇一個(gè)相反顏色的光來(lái)使得特征變暗；或選相同顏色的光使得特征變亮。 例如： 1. 如果你想變暗的特征是紅色，則使用綠光； 2. 使用綠光能使得綠色特征呈現(xiàn)更亮； 3. 記住鋁上刻印在紅光和藍(lán)光下的區(qū)別。

技巧六：快速移動(dòng)的物體使用頻閃光 當(dāng)物體快速移動(dòng)成像模糊時(shí)，就需要使用頻閃光。 頻閃寬度 = 視場(chǎng)÷ 像素/移動(dòng)速度?。 技巧七：消除反射使用紅外光 機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)依靠數(shù)字圖像中的灰度級(jí)轉(zhuǎn)化。在許多視覺(jué)應(yīng)用當(dāng)中，環(huán)境光會(huì)帶來(lái)影響圖像效果的亮反射，這會(huì)影響圖片效果，紅外光就能解決這個(gè)問(wèn)題。

技巧七：使用紅外光消除顏色差異 紅外光可用在彩色對(duì)象之間，能消除灰度差別。暗對(duì)象吸收紅外波長(zhǎng)，創(chuàng)造出一致性，而其它則呈現(xiàn)陰影。這個(gè)照明方案有利于檢測(cè)顏色或陰影變化的非一致性。

為機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)選擇合適的照明方案，需要從多方面來(lái)考慮，從這些小技巧中選擇可取的，結(jié)合到自己的系統(tǒng)特點(diǎn)中去，相信會(huì)事半功倍！

編輯：黃飛

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