機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中光源設(shè)計(jì)的相關(guān)因素簡(jiǎn)介

不同機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的照明設(shè)計(jì)各不相同，這是因?yàn)橛绊懻彰鞣桨傅囊蛩胤浅６?。如光的?qiáng)度、顏色、均勻性、光源的結(jié)構(gòu)、大小、照射方式、以及被測(cè)物體的光學(xué)特性、距離、物體大小、背景特性等。同時(shí)還與檢測(cè)物體的特性、工作環(huán)境等因素相關(guān)。

照明設(shè)計(jì)主要涉及三個(gè)方面：光源的種類和特性；目標(biāo)及其背景的光反射和傳送特性；以及光源的結(jié)構(gòu)。*佳光源和照明方式的選擇需要理論知識(shí)，但實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及反復(fù)的大量試驗(yàn)也很重要。

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機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中光源的設(shè)計(jì)涉及到五個(gè)重要因素，即方向、光譜、強(qiáng)度、偏振性及均勻性。下面對(duì)各個(gè)因素的相關(guān)知識(shí)做以簡(jiǎn)介。

方向：選擇不同的視覺(jué)光源，控制和調(diào)節(jié)照射到物體上的入射光的方向是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的*基本的參數(shù)。它取決于光源的類型和相對(duì)于物體放置的位置。一般來(lái)說(shuō)有二種*基本的方式，所有其它的方式都是從這二種方法中延伸出來(lái)的，即直射光和散射光。

直射光：入射光基本上來(lái)自一個(gè)方向，射角小，它能投射出物體陰影；

散射光：入射光來(lái)自多個(gè)方向，甚至于所有的方向，它不會(huì)投射出明顯的陰影。

光譜：光是由單一的或多種成份的光譜組成的，例如日光的光譜就是由從紅外到紫外的所有光譜組成的，人眼能感覺(jué)的光譜范圍在380nm至780nm之間，即從紅色780nm到紫色380nm。光的顏色，取決于光源所產(chǎn)生的光的類型，以及覆蓋在光源或攝像機(jī)鏡頭上的光學(xué)濾色鏡。

可見(jiàn)光光譜

偏振性：(Polarization)又稱極化光，是光波的一種特性，光在傳播時(shí)和電磁波一樣是震蕩的，一般的光波的震蕩方向是不定的，而極化光的震蕩方向處在一個(gè)確定的平面上，例如線性極化光的振蕩軸與傳播方向垂直。光波的這種定向性，在鏡面式的反射光中保留了這種偏振性，而漫散式的反射光則丟失了。這樣就可以使用光線的偏振性使鏡面眩光掠過(guò)工業(yè)攝像機(jī)鏡頭，來(lái)消除鏡面反射光的影響。

強(qiáng)度：光照的強(qiáng)度會(huì)影響攝像機(jī)的曝光，光線不足則意味著低對(duì)比度，就要加大放大倍數(shù)，就可能同時(shí)將噪音放大，也可能會(huì)使鏡頭的光圈加大，但景深減小了，增加了散熱的可能；反過(guò)來(lái)，強(qiáng)度過(guò)大會(huì)浪費(fèi)能量，并帶來(lái)散熱的問(wèn)題。

均勻性：在所有的機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用中，都會(huì)要求均勻的光照，因?yàn)樗械墓庠措S著距離的增加和照射角的偏離，其照射強(qiáng)度減小，所以在對(duì)大面積物體照明時(shí)，會(huì)帶來(lái)較大的問(wèn)題，有時(shí)只能做到視場(chǎng)的中心位置保持均勻。