在機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中，常常借助光源來(lái)提高成像的效果，已提高檢測(cè)的效率和準(zhǔn)確度。那么不同的材料、特征往往需要的不同的光源才能有顯著效果，我們今天就來(lái)看看如何選擇合適波長(zhǎng)的光源。

首先，我們來(lái)了解光和波長(zhǎng)。光是一種電磁波，它以波動(dòng)的形式傳播。如下圖所示，在傳播過(guò)程中光波的一個(gè)完整波周期的長(zhǎng)度，即從一個(gè)波峰（或波谷）到相鄰波峰（或波谷）之間的距離λ就是波長(zhǎng)。通常用納米（nm）作為單位來(lái)表示。

第二，波長(zhǎng)的分類(lèi)。

光作用于物體會(huì)發(fā)生反射、折射、透射及吸收。機(jī)器視覺(jué)行業(yè)最常利用的是反射光。因此選擇光源時(shí)，要根據(jù)對(duì)象物的材質(zhì)、顏色及特征等，選擇合適的波長(zhǎng)及作用方式。380nm至760nm為可見(jiàn)光，之間依次為紫，藍(lán)，青，綠，黃，橙，紅七種顏色組成，白色光是由可見(jiàn)光中不同波段的光混合組成，而10nm至380nm之間為紫外線(xiàn)，760nm至1000um之間為紅外線(xiàn)。

可見(jiàn)光的顏色直接跟波長(zhǎng)相關(guān)。在紅綠藍(lán)三基色中，紅光波長(zhǎng)最長(zhǎng)，綠光其次，藍(lán)光波長(zhǎng)最短。白光由紅綠藍(lán)三種光混合組成。對(duì)象物易反射同波長(zhǎng)或相近波長(zhǎng)的光。，若對(duì)象物為紅色，則易反射紅光。若對(duì)象物是白色，則三種光都易反射。若對(duì)象物是黑色，則三種光都會(huì)被吸收。因此，當(dāng)被觀(guān)測(cè)的對(duì)象物有顏色時(shí)，需要根據(jù)上面的理論選擇正確波長(zhǎng)的光以得到明暗對(duì)比度更明顯的圖片，如下圖所示。

另外，紅外波長(zhǎng)的光穿透性強(qiáng)，可用于需透過(guò)一層物質(zhì)觀(guān)察下一層物質(zhì)的應(yīng)用，藍(lán)光波長(zhǎng)短，穿透性弱，因此若需檢測(cè)平面上的劃傷等缺陷，藍(lán)光效果會(huì)更突出。

第三，不同金屬材料對(duì)不同光源的反射率也各不相同。有一些特殊波段在機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用中也并不少見(jiàn)。如短波紅外與近紅外，常用于硅晶體檢測(cè)、太陽(yáng)能電池檢查、農(nóng)產(chǎn)品/食品分類(lèi)等；紫外則常用于膠水固化、光致發(fā)光檢測(cè)等。在實(shí)際機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用中，我們可以根據(jù)被測(cè)物材料特性，選擇對(duì)應(yīng)波段的光源，也可以利用濾光片過(guò)濾掉不需要的波長(zhǎng)，只允許某一波段的光進(jìn)入鏡頭進(jìn)行成像，從而提升圖像質(zhì)量。

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