机器视觉中的光源与打光

机器视觉主要解决四大问题：定位、测量、检测、识别。在机器视觉中打光和光源影响着系统的稳定性，比如在测量应用中，光照发生10%-20%的变化，就可能导致图像边缘偏移1-2个像素，这些问题在算法层面是不容易解决的。所以了解光源和打光非常重要。

<font size="4" style="line-height: 50px;"><strong>照明方式</strong></font>

<font color="#33b1c8"><strong>直接照明</strong></font>

<center><img src="http://imgtec.eetrend.com/files/2019-05/%E5%8D%9A%E5%AE%A2/100043361-70…; alt=""></center><center><font color="#9a9a9a"><i>直接照明</i></font></center><br>

直接将光射向物体，得到清楚的影像。当需要得到高对比度物体图像的时候，这种类型的光很有效。

但是当它照在反光材料上时，会引起镜面的反光。通用照明一般采用环状或点状照明。环灯很容易安装在镜头上，可给漫反射表面提供足够的照明。

<font color="#33b1c8"><strong>暗场照明</strong></font>

<center><img src="http://imgtec.eetrend.com/files/2019-05/%E5%8D%9A%E5%AE%A2/100043361-70…; alt=""></center><center><font color="#9a9a9a"><i>暗场照明</i></font></center><br>

暗场照明时相对于物体表面提供低角度照明。假设相机拍摄镜子，在其视野内如果能看见光源就认为是亮场照明，相反的在视野中如果看不到光源就是明场照明。因此光源是亮场照明还是明场照明于光源的位置有关。

暗场照明应用于对表面部分有凸起的部分的照明或表面纹理变化的照明。

<font color="#33b1c8"><strong>背光照明</strong></font>

<center><img src="http://imgtec.eetrend.com/files/2019-05/%E5%8D%9A%E5%AE%A2/100043361-70…; alt=""></center><center><font color="#9a9a9a"><i>背光照明</i></font></center><br>

从物体表面射过来君君视场的光。通过相机可以看到物面的侧面轮廓。

背光照明常用于测量物体的尺寸和方向。背光照明产生了很强的对比度。应用背光技术的时候，物体表面特征可能丢失。例如，可以应用背光照明测量硬币的直径，但是却无法判断硬币的正反面。

<font color="#33b1c8"><strong>同轴照明</strong></font>

<center><img src="http://imgtec.eetrend.com/files/2019-05/%E5%8D%9A%E5%AE%A2/100043361-70…; alt=""></center><center><font color="#9a9a9a"><i>同轴照明</i></font></center><br>

同轴光的形成即通过垂直镜头方向发出的发散光，射到一个使光向下的分光镜上，相机从上面通过分光镜看物体。

这种类型的光源对检测高反射的物体特别有帮助，还适合受周围环境产生阴影影响，检测面积不明显的物体。

<font color="#33b1c8"><strong>漫射照明</strong></font>

<center><img src="http://imgtec.eetrend.com/files/2019-05/%E5%8D%9A%E5%AE%A2/100043361-70…; alt=""></center><center><font color="#9a9a9a"><i>漫射照明</i></font></center><br>

连续漫反射照明应用于物体表面的反射性或者表面有复杂的角度。连续漫反射照明应用半球形的均匀照明，以减小影子及镜面反射。

这种照明方式对于完全组装的电路板照明非常有用。这种光源可以达到170立体角范围的均匀照明。

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