為什么光源在機器視覺應(yīng)用中非常重要？

機器視覺系統(tǒng)是通過分析來自物品的反射光線而非物品本身來生成圖像的。因此，至關(guān)重要的是，了解光線是如何從我們正在檢測的生產(chǎn)元件上反射出去的。要了解這一點，我們必須知道物品的生產(chǎn)材料、尺寸、形狀和表面處理。

另外，即使我們使用單色檢測系統(tǒng)（紅色元件與粉色元件的光線反射方式不同），物品的顏色也非常重要。所有這些特點都會影響光線是如何被反射的，并且可能會給高品質(zhì)圖像的創(chuàng)建帶來挑戰(zhàn)。尋找適當(dāng)?shù)墓庠从兄谔幚砜此茝?fù)雜的應(yīng)用，并極大地簡化應(yīng)用。

同時，光源還可能影響計算機分析生成可行圖像的難易程度。高品質(zhì)圖像源于適當(dāng)?shù)慕咕嗪驼彰鳌Ρ榷炔詈驼彰鞑痪鶆虻膱D像需要成像計算機花費更多的精力，最終會增加處理時間，并可能增加錯誤圖像分析的次數(shù)。

一般來說，對比度高的圖像最容易處理。請考慮上面顯示的圖像（圖1）。良好的圖像處理系統(tǒng)能夠識別兩個圖像中的“+”符號，但識別上面的圖像的可重復(fù)性將降低，這是因為相比下面的圖像，這個圖像的對比度更低。如果適當(dāng)控制照明，機器視覺系統(tǒng)將可以輕松處理圖像，并提供高度的可靠性/可重復(fù)性。

由于圖像是在光線從物品上反射回來時創(chuàng)建的，照射到物品并反射到相機的光線被視為明亮的光線。如果光線從相機上反射回來（或者被物品吸收），該物品將被視為暗物品。機器視覺系統(tǒng)通常專注于亮區(qū)域與暗區(qū)域之間的差異，以得出邊線、質(zhì)地或標(biāo)識的相關(guān)結(jié)論， 這些都是檢驗操作的重要參數(shù)。

光源類型

所采用光線的波長也可能是檢驗過程中的一個重要變量。若采用特殊光線色彩的照明，則更容易區(qū)分對比性色彩，因為它們在圖像中將顯得很暗。這種技術(shù)可用于提升瓶蓋上的日期代碼質(zhì)量。

紅外光可用于突出顯示農(nóng)產(chǎn)品上的擦傷，紫外光可使墨水或膠水發(fā)出熒光（請注意，如果采用紅外光或紫外光，則應(yīng)當(dāng)在相機上使用濾波器，以便可以看到物品的熒光，而不是光線本身）。

照明技術(shù)

選擇適當(dāng)?shù)恼彰骷夹g(shù)將有助于處理特定應(yīng)用的特殊問題。市場上提供許多選項，每個選項對于特定的應(yīng)用而言都有優(yōu)點和缺點。目前共有五種基本技術(shù)可用于為待檢驗的元件提供照明：背光照明、直接照明、結(jié)構(gòu)化照明、軸上散射照明和離軸散射照明。

背光照明創(chuàng)造出一個輪廓，以突出元件的形狀，并允許對元件進行測量，但其完全掩蓋了所有表面細(xì)節(jié)。其通過生成一 個圖像（大部分為白底黑色元件圖像），產(chǎn)生最大的對比度。

檢驗應(yīng)用可以采用這種技術(shù)進行尺寸測量，但對于表面檢驗來說，背光照明是沒有用的。這項技術(shù)的一個挑戰(zhàn)在于夾具難度。任何用于固定待檢驗元件的機械夾具都可能會遮擋背光光線。請考慮下面的例子。

準(zhǔn)直光是指將光線對齊，確保始終是平行的，其非常適用于創(chuàng)建高清圖像（圖3）。

漫射光可通過使準(zhǔn)直光照射穿過毛玻璃來產(chǎn)生，其減少了光線強度，提供更柔和、更均勻的照明，避免產(chǎn)生眩光或陰影。

檢驗元件時，另一個考慮因素是采集元件圖像時，元件的移動速度，還有相機的曝光時間。這些因素都將影響光源的選擇。

要簡化應(yīng)用，我們必須首先明確目標(biāo)，并專注于重要的檢驗因素。了解目標(biāo)之后，我們可以專注于選擇光源，確保突出 顯示正在尋找的特征或缺陷，并忽略圖像中不需要的元素。