机器视觉之【光源】基础知识
光源的作用
照亮目标，提高亮度；
凸显出缺陷和背景的差异，提高图像对比度，形成有利于图像处理的效果；
克服环境光干扰，保证图像稳定性；
光源分类
常见的光源类型有LED、荧光灯、卤素灯。
实际应用中，由于 LED 光源的优势，形状设计灵活，使用寿命长，响应速度快，综 合性价比高，单色性好，颜色多样化的特点，在机器视觉中应用最广泛。平时所说的光 源，非特别强调，都是指 LED 光源。
好的图像效果
均匀性
幅图像的背景的灰度值不能有过大的差异；图像不均匀影响处理效果。右边图片 整个背景灰度值相近，处理起来相对左边要简单的多。
对比度
对比度好：图像中需要提取的特征和背景的灰度值差值要大（黑白相机）
边缘过度像素
放大目标与背景的边缘部分，过度像素不超过 3 个，图像效果比较稳定，超过 3 个以上，定位结果的稳定性会受到影响。
常见的LED光源类型
- 环形高角度光源
- 环形低角度光源
- 条形光源
- 点光源
- 同轴光源
- 背光光源
- 球积分光源
- AOI专用光源
光源选型要领
条形光源：
条光照射宽度最好大于检测的距离，否则可能会照射距离远造成亮度 差，或者是距离近而辐射面积不够。
条光长度能够照明所需打亮的位置即可，无需太长造成安装不便，同 时也增加成本，一般情况下，光源的安装高度会影响到所选用条光的 长度，高度越高，光源长度要求越长，否则图像量测亮度要比中间暗。
如果照明目标是高反光物体，最好加上漫射板，如果是黑色等暗色不 反光产品，也可以拆掉漫射板以提高亮度。
环形光
1） 了解光源安装距离，过滤掉某些角度光源；例如要求光源安装尺寸高，就可以过滤掉大角度光源，选择用小角度光源，同样，安装高度越 高，要求光源的直径越大
2）目标面积小，且主要特性在表面中间，可选择小尺寸 0 角度或小角度 光源。
3）目标需要表现的特征如果在边缘，可选择 90 度角环光，或大尺寸高 角度环形光
4）检测表面划伤，可选择 90 度角环光，尽量选择波长短的光源。
条形组合光
1）条形组合光在选择时，不一定要按照资料上的型号来选型，因为被测 的目标形状、大小各不一样，所以可以按照目标尺寸来选择不同的条形 光源进行组合。
2）组合光在选择时，一定要考虑光源的安装高度，再根据四边被测特征 点的长度宽度选择相对应的条形光进行组合。
背光源/平行背光源
1） 选择背光源时，根据物体的大小选择合适大小的背光源，以免增加成 本造成浪费
2） 背光源四周由于有外壳遮挡，因此其亮度会低于中间部位，选择背光 源时，尽量不要使目标正好位于背光源边缘。
3） 背光源一般在检测轮廓时，可以尽量使用波长短的光源，波长短的光 源其衍射性弱，图像边缘不容易产生重影，对比度更高
4） 背光源与目标之间的距离可以通过调整来达到最佳的效果，并非离 得越近效果越好，也非越远越好。
5） 检测液位可以将背光源侧立使用 6） 圆轴类的产品，螺旋状的产品尽量使用平行背光源。
同轴光
1） 选择同轴光时主要看其发光面积，根据目标的大小来选择合适发光 面积的同轴光
2） 同轴光的发光面积最好比目标尺寸大 1.5~2 倍左右，因为同轴光的光 路设计是让光路通过一片 45 度半反半透镜改变，光源靠近灯板的地 方会比远离灯板的亮度高，因此尽量选择大一点的发光面避免光线 左右不均匀。
3） 同轴光在安装时尽量不要离目标太高，越高，要求选用的同轴光越大， 才能保证均匀性。
平行同轴光
1） 平行同轴光光路设计独特，主要适用于检测各种划痕
2） 平行同轴光与同轴光表现的特点不一样，不能替代同轴光使用
3） 平行同轴光检测划伤之类的产品，尽量不要选择波长长的光源。
其他光源
1） 了解特征点面积大小，选择合适尺寸的光源
2） 了解产品特性，选择不同类型的光源
3） 了解产品的材质，选择不同颜色的光源
4） 了解安装空间及其他可能会产生障碍的情况，选择合适的光源。
扩展
