機器視覺系統由工業鏡頭、工業相機、視覺光源、軟件系統等組成，其中光源的作用是將被測物體與背景明顯分別，獲取高品質的圖像，在視覺系統中起著重要作用，選擇合適的光源是視覺系統搭建的重要環節。機器視覺光源除了有很多類型也有不同的顏色區分，具體應該如何選擇呢？

01

機器視覺光源顏色

白色光源（W）：白色光源通常用色溫來界定，色溫高的顏色偏藍色（冷色色溫》5000K），色溫低的顏色偏紅（暖色色溫《3300與5000K），之間的稱之為中間色，白色光源適用性廣，亮度高，在拍攝彩色圖像時使用更多。藍色光源（B）：藍色光源波長在430-480之間，適用產品：銀色背景產品（如鈑金，車加工件等）、薄膜上金屬印刷品。紅色光源（R）：紅色光源的波長通常在600-720之間，可以透過一些比較暗的物體，例如底材黑色的透明軟板孔位定位、綠色線路板線路檢測，透光膜厚度檢測等，采用紅色光源更能提高對比度。綠色光源（G）：綠色光源波長510-530，介于紅色與藍色之間，主要針對紅色背景產品，銀色背景產品。

02

光源顏色的選擇攻略

機器視覺光源有多種類型，選擇合理的光源顏色可以使特征和周圍區域產生足夠的灰度值差異。 在選擇視覺光源時，會涉及到許多角度、形狀、亮度、顏色等參數，為了最大程度地區分物體和背景，通常選擇彩色互補光源。選擇合理的光源顏色可以使特征和周圍背景區域產生足夠的灰度差異，一般來說，如果使用黑白相機，并且沒有對被測對象的顏色選擇特殊要求，紅色是更合適的選擇。 因為紅色LED壽命長、穩定、價格低廉，更重要的是紅色LED的波長更接近傳感器的靈敏度峰值，而通常的CCD對紫色、藍色的光敏感程度沒有紅光強。 如果進行彩色成像，則通?？紤]使用白色光源。白色LED光源的制造有幾種方法，一種是使用白色LED制造，發光管內部有藍色發光芯片與受到激發后發出黃色的熒光粉，發出的光按一定比例疊加到一起，看起來形成了白色，這是最為常見的形式。另一種方法是使用紅綠藍三種不同顏色的LED，按某種順序或方式在光源上進行排列，并分別控制每種顏色的度，使用相對方便。此種方法通常使用四個單色RGGB顆粒進行排列，所以其中的綠色分量通常會比較足，之所以多加一個綠色的G通量，是因為人眼對綠色光源（波長555nm）最敏感。 機器視覺應用中應注意目標顏色與光源顏色的搭配，我們看到某個物體成某種顏色，是因為其反射了對應的光譜。我們拍攝物體時，如果要將某種顏色打成白色，那么就得使用與此顏色相同或相似的光源（光的波長一樣或接近），而如果要打成黑色，則需要選擇與目標顏色波長差較大的光源。 視覺應用中，為目標顏色合理地選擇光源的顏色有利于降低算法難度、提高系統穩定性。

同類色

同類色指色相性質相同，但色度有深淺之分。 是色相環中15°夾角內的顏色。 如深紅與淺紅，深藍與淺藍。

鄰近色

鄰近色，就是在色帶上相鄰近的顏色。 例如紅色和橙色。 是色相環中，凡在60度范圍之內的顏色都屬鄰近色的范圍

互補色/對比色

有非常強烈的對比度，在顏色飽和度很高的情況下，可以創建很多十分震撼的視覺效果。 例如橙和藍、紅和綠、黃和紫。 在色相環中每一個顏色對面(180度對角)的顏色。

類似色

類似色是指在色輪上相鄰的三個顏色。 在色輪上90度角內的色統稱為類似色。 例如紅－紅橙－橙、黃－黃綠－綠、青－青紫－紫等均為類似色。

03

實例分析

在彩色相機下，除了黑色和灰色，線條不明顯，其他如白色、紫色、藍色、綠色、黃色、橙色、紅色、棕色等都明顯，充滿鮮艷的色彩。 多色排線在白色光源下的黑白相機大尺度成像，可以發現其中的白色、黃色、綠色、橙色較明亮，說明相機對這些波長比較敏感。 在紅光下成像時，白、紅、橙、黃幾種顏色比較明顯，其它的顏色都很暗，說明紅光照射物體時，物體本身有紅色分量時，才能反射紅光，在黑白相機下表現為紅色特征。 線條排列在綠色光源黑白相機成像中，白色、綠色、黃色表現明亮，其他顏色成像較暗。 在藍色光源下，白色、紫色和藍色線條更加明亮，有效地反射藍光。還可以發現，不管什么光照，白線都形成一個清晰的白色，因為它不吸收光譜本身，任何在其表面上照射的光譜都會被反射。相反，黑色材料在照射時不反射黑色。 此外，在衍射中，衍射條紋的寬度與波長成正比。例如，單縫衍射的中心平面條紋的半角寬度是sintheta＝λ/a，λ是波長，a是單縫衍射的寬度。 在攝影中，表面通常不是很光滑，導致衍射，所以用紅光衍射會比用藍光衍射強。因此，紅光通常被用來獲得更多的表面細節，而藍色光被用來獲得更多的對比度。 透鏡的分辨公式為0.61／NA，λ為波長，NA為數值孔徑。 可以看出，當NA固定并且使用不同波長和顏色的光時，透鏡的分辨率是不同的。因此，當使用光源時，同一透鏡在藍光中的分辨率通常高于紅光。