機器視覺系統中的照明系統是極其重要的一部分，它的好壞直接影響著后面的圖像處理。好的照明系統可以減少很多圖像處理工作，提升整個機器視覺系統效率。那么照明是怎樣一門學問呢？如何在機器視覺系統中選擇合適的照明系統呢？ 合適的照明是機器視覺應用成功的關鍵，而且是第一要考慮的部分。一個設計良好的照明系統不僅會帶來更好的性能，節約時間，而且從長遠來看能節約成本。 ?

最適合機器視覺照明八大技巧

1、檢測材料缺損請使用亮度高的光； 2、精確定位請使用合適波長的光； 3、檢測玻璃上的刮痕請使用非漫射的光； 4、檢測透明包裝請使用漫射光； 5、創造對比請使用顏色光； 6、檢測快速移動物體請使用頻閃光； 7、消除反射時請使用紅外光； 8、消除顏色變化請使用紅外光。

照明怎樣影響機器視覺應用呢？

機器視覺系統在工作過程中，依賴于圖像質量，高質量的圖像可以使系統能夠更加精準地從檢測物體中提取信息，而在視覺應用中的圖像質量很大程度上取決于照明條件：顏色、角度以及光源數量。

照明又取決于檢測物體的尺寸、表面的特征、部分幾何特征以及系統需求。

選擇照明時需考慮的5大方面

1、表面是光滑，還是崎嶇不平？ 2、表面是暗淡，還是光亮？ 3、對象是彎曲的，還是平坦的？ 4、條碼或標記的顏色是怎樣的？ 5、是檢測移動的物體，還是靜止的對象？ 技巧一：使用亮光去檢測材料缺損 例：在塑料澆注中驗證材料是否有缺損 通過塑料澆注的應用，可以驗證材料是否有缺損，這對于確保密封表面是否良好有很重要的效果。當有材料缺損時（比如澆注到模型中的材料不充分），就會產生不利的條件。 照明技術：亮場 亮場照明技術依賴表面紋理和平坦地形。光線遇到平坦反光的表面將光線反射回到相機，創立一個亮區域。粗糙紋理或表面缺損會將光線散射而遠離相機，創立了暗區域。

技巧二：精確組件定位使用合適的波長 比如檢測倒裝芯片（Flipped Chips），在PCB裝配中驗證合適的零件方向是常見的機器視覺應用。 照明技術：亮場 為了驗證裝配問題，使用藍光波長的打亮芯片方位。這個照明技術依靠波長和同軸照明幾何。藍色波長（460 納米）能很好地區分銀質和銅質表面：銅吸收藍光呈現出暗場，銀反射藍光呈現亮場。同軸照明幾何消除錯誤反射：不想要的耀眼點，反射和暗點。

技巧三：在玻璃中檢測裂痕使用非漫反射 比如檢測玻璃容器上的裂痕 照明技術：暗場 在這個應用當中，用暗場照明來創立一個明亮的，在暗背景下容易檢測的感興趣特征。在一個暗場區域中光線直接通過透明的瓶子。大多數穿透透明對象的光線不會被相機檢測到。如果材料不規則，比如有裂紋，一些光線就會凸顯出這個不規則。特別是劃痕創立了一個內部空缺，這里光線折射和反射，以許多角度散射包括返回給相機。這些光線將很難檢測的劃痕轉換到暗背景下的亮特征。

技巧四：檢測透明包裝使用漫射光 比如驗證吸塑包裝的內容 照明技術：連續漫射 連續的漫射照明技術不強調表面紋理和升高中的變化。它提供了非常大的固定照明角度，從多角度讓光線找到對象上，因此消除了反射和典型的非方向性或單個光源產生的陰影。

技巧五：使用顏色創造對比度 在機器視覺應用中創造一個高對比度圖像的一個有用的方法是用特殊波長（彩色）的光照明物體。對于黑白相機來講，光的波長能使得跟彩色一樣的特征變亮或變暗。以彩色輪子作為參考，選擇一個相反顏色的光來使得特征變暗；或選相同顏色的光使得特征變亮。 例如： 1. 如果你想變暗的特征是紅色，則使用綠光； 2. 使用綠光能使得綠色特征呈現更亮； 3. 記住鋁上刻印在紅光和藍光下的區別。

技巧六：快速移動的物體使用頻閃光 當物體快速移動成像模糊時，就需要使用頻閃光。 頻閃寬度 = 視場÷ 像素/移動速度?。 技巧七：消除反射使用紅外光 機器視覺系統依靠數字圖像中的灰度級轉化。在許多視覺應用當中，環境光會帶來影響圖像效果的亮反射，這會影響圖片效果，紅外光就能解決這個問題。

技巧七：使用紅外光消除顏色差異 紅外光可用在彩色對象之間，能消除灰度差別。暗對象吸收紅外波長，創造出一致性，而其它則呈現陰影。這個照明方案有利于檢測顏色或陰影變化的非一致性。

為機器視覺系統選擇合適的照明方案，需要從多方面來考慮，從這些小技巧中選擇可取的，結合到自己的系統特點中去，相信會事半功倍！

編輯：黃飛

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