什么是机器视觉光源

机器视觉光源是的机器视觉成像中的一部分，机器视觉中，光源主要起到以下几个作用：

1.照亮目标，提高亮度形成;有利于图像处理的效果

2.克服环境光干扰，保证图像稳定性;用作测量的工具或者参照物。

3.通过适当的光源照明设计，可以使图像中的目标信息与背景信息得到最佳分离，可以大大降低图像处理算法分割、识别的难度，

4.同时提高系统的定位、测量精度，使系统的可靠性和综合性能得到提高。反之。

如果光源选择设计不合适，就会导致在图像处理算法设计和成像系统设计中可能事情做了效果去达不到。因此光源及光学系统设计的成败是决定视觉系统成败的首要因素。

在机器视觉系统中，通过适当的光源照明可以将被测物体的目标信息与背景信息区分，以获得高品质，高对比度的图像，从而可以降低图像处理算法的难度，同时提高系统的精度和可靠性。

实际项目中，图像成像效果跟光源条件有密切的关系。毫不夸张的说，是可以直接影响输入数据的质量和应用效果的。

良好的光源条件能够取得良好的成像效果，使物体和背景得到有效区分目标，降低识别的难度。

如图所示：

可想而知针对具体的应用，从众多的方案中选择一个最好的照明系统是整个图像处理系统稳定工作的关键。那么怎么去选择合适的光源呢，其实目前来说是没有一个通用的光学设计系统能够适应各种场合，但由于LED光源多形状及多颜色等特点，我们还是可以通过分析找到一些选光源的方法。

选择一个好的光源，首先我们就要了解到光源有哪些主要的分类：

环形光源：提供不同照射角度、不同颜色组合直接照射在被测物体上，能突出物体三维信息，可避免对角度照射阴影现象，突显成像特征，可结合漫射板使用，使光线更为均匀、柔和扩大散热面积，提升光源散热性能。应用领域:PCB基板检测；塑胶容器检测；电子元器件检测；集成电路字符检测；半导体产品外观字符检测；产品包装外观、标签检测；药丸破损、缺少检测；球形物体照明；元器件管脚定位。

点光源：大功率LED，体积小，发光强度高；光纤卤素灯的替代品，尤其适合作为镜头的同轴光源等；高效散热装置，大大提高光源的使用寿命。应用领域:用于芯片检测；Mark点定位；晶片及液晶玻璃底基校正；图像扫描。

方形光源：LED照射光可以形成幅面较大的方形视野，通过导光板在低角度对被测物体实现了均匀扩散照射，不同的的工作距离能形成不同的光照环境，可针对不同检测类型使用。应用领域：表面碰伤、划伤等缺陷检测；印刷字符、指纹、图文识别。

条形光源:采用高强度LED阵列。大面积打光首选、可自由组合从多角度向物体表面提供照明。应用案例：IC元件检测；焊接检查；玻璃基原件检测；连接器检测；平面瑕疵检测。

同轴光源:同轴光源良好的光照方向性可以消除物体表面不平整引起的阴影，从而减少干扰，适合高工作距离且图像特征明显；高密度LED排列，科学散热设计，部分采用分光镜设计，减少光损失，提高成像清晰度，均匀照射物体表面。针对反光工件表面检测，能够凸显表面检测。应用领域:系列光源最适宜用于反射度极高的物体，如金属、玻璃、胶片、晶片等表面的划伤检测，芯片和硅晶片的破损检测，Mark点定位，包装条码识别。

AOI光源:通过多色多彩角度照射，凸显产品表面三维信息；外加漫射板导光，减少反光；不同角度组合；应用领域:用于电路板焊锡检测。

面光源:高密度LED阵列排布，提供高强度均匀扩散光照射。发光面有效使用面积最大化，适用于空间紧凑环境使用。安装方式灵活。应用领域：机械零件尺寸测量；电子元件；IC的外形检测；胶片污点检测。

另外我们还要考虑以下几点，选择光源时应注意的：

1.对比度明显，目标与背景的边界清晰

2.整体亮度均匀，整体不均匀灰度差影响图像处理

3.背景尽量淡化而且均匀，不干扰图像处理

4.颜色真实，亮度适中，不过度曝光

5.红外光波长长，具有穿透性强的特性，红外光可以过滤产品表面有机涂料干扰，检测表面划痕，也可以穿透深色口服液检测内部杂质。

紫外光波长短，具有扩散率高以及激发荧光的特性，适用于透明物体表面Mark点定位；路由器字符检测，该油墨对短波长紫外反射率较低；UV胶体检测；隐形码读取等。

6.互补色：色环中对称颜色叠加在黑白相机下呈现深色

邻色：色环中相邻或同种颜色叠加在黑白相机下呈现浅色

7.另外不同材质金属对不同波段的光源反射率不同；铜和金对于波长短的光源，反光较弱；银和铝在波长nm左右反光相差最大；蓝色光源能够更好地打出铜、金、铝之间的差异

通过这些了解分析，我们应该差不多明白怎么去选择光源，如果还是不了解的话那么可以尝试去以下两种方法：

1.观察试验法(最常用的)

尝试着用不同类型的光源在不同的位置照射物体，然后通过相机观察图像

2.科学分析法(最有效的)

分析成像的环境，推荐最好的解决方法。

测试样品要丰富,不同种类的完好样品要有，有问题的样品要有。尽可能的让样品出现所有的问题，特别是要有最难检测实际有问题的样品。

有多款备用测试光源,LED光源常见的几大类，以及不同的颜色都要有。

分析系统运行的坏境，从客户那里了解对系统结构及运行的要求，确定相机、光源、被测物的空间结构关系。

综上所述有时候，一个完整的机器视觉系统无法支持工作，仅仅优化一下光源就可以使系统正常工作。