机器视觉中光源的特点及选择应用

光源是影响机器视觉图像质量的重要因素，照明对输入数据的影响至少占到30%。好的打光方式可以准确捕捉物体特征，提高物体与背景的对比度。作为附选配件，视觉光源也有众多选择，其实作为一个视觉项目，光源是其重要的组成部分，下面专门介绍一下视觉项目中如何选择一款合适的光源。

　　1光源选择标准

　　光源的选择标准如下：

　　•光源均匀性要好，在有效的照射范围内，灰度值标准差要小

　　•具有较宽的光谱范围，可以对不同材料的物体进行检测

　　•光照强度要足够，提高信噪比，利于图像处理

　　2颜色相关检测

　　在某些特定的检测场合下，光源颜色的不同会对最后的成像结果产生不同的影响。光源的颜色特性主要体现在以下两个方面：

　　•色表：人眼直接观察光源所看到的颜色，即光源发出光的颜色

　　•显色性：光源发出的光照到物体上后，反（透）射光显现物体颜色的能力

　　根据光源的颜色特性，可以依据具体的检测目标来选择最合适的光源，不同颜色的光是由其波长决定的，光谱特性图如图所示。

▲光谱特性图

▲不同颜色光源特点

　　3应用案例

　　对易拉罐罐顶表面进行划痕检测，如上图所示。由于罐顶表面印有大量红色的文字，所以如果采用白色光源，文字的存在会对表面检测产生干扰，大大增加了检测的难度。如果对白底红字的罐顶采用红色光源照明，则可以过滤掉红色的文字，如下图所示。

▲白光照射效果

▲红光照射效果

　　4光照方式

　　光源是影响机器视觉图像质量的重要因素，照明对输入数据的影响至少占到30%。好的打光方式可以准确捕捉物体特征，提高物体与背景的对比度。

　　常见的打光方式有以下几种：

　　No.1高角度照射(环型)

▲高角度照射方式效果图

　　特点：在一定工作距离下，光束集中、亮度高、均匀性好、照射面积相对较小。常用于液晶校正、塑胶容器检查、工件螺孔定位、标签检查、管脚检查、集成电路印字检查等。(30、45、60、75等角度环光)

　　No.2低角度照射(环型)

▲低角度照射方式效果图

　　特点：对表面凹凸表现力强，适用于晶片或玻璃基片上的伤痕检查。（90度环光，90度条光）

　　No.3垂直照射(环型)

▲垂直照射方式效果图

　　特点：照射面积大、光照均匀性好、适用于较大面积照明，可用于基底和线路板定位、晶片部件检查等。（0角度环光、面光源）

　　No.4背光照射

▲背光照射方式效果图

　　特点：光源安置在与相机同轴且位于被测物体的后面，背光方式用来突出显示不透明物体的外形轮廓，所以这种照明方式只适用于待测目标需要的信息可以从其轮廓中获得的场合。例如尺寸测量、形状判断等。（背光源、平行背光源）

　　No.5多角度照射

▲多角度照射方式效果图

　　特点：RGB三种不同颜色不同角度光照，可以实现焊点的三维信息的提取，适用于组装机板的焊锡部分、球形或半圆形物体、其它奇怪形状物体、接脚头。（AOI光源）

　　No.6半球积分照明

▲球积分光源照射方式效果图

　　特点：360度底部发光，通过碗状内壁发射，形成球形均匀光照，用于检测曲面的金属表面文字和缺陷。（球积分光源，通常也叫圆顶光）

　　No.7同轴光照明

▲同轴光源照射方式效果图

　　特点：类似于平行光的应用，光源前面带漫反射板，形成二次光源，光线主要趋于平行，用于半导体、PCB板、以及金属零件的表面成像检测，微小元件的外形、尺寸测量。（同轴光源，平行同轴光源）

　　5总结

　　邦纳除了提供高性能的相机外，同样提供丰富多样的视觉光源，用户可以根据不同的视觉项目，有针对地选择效果最理想的视觉光源。