光源与打光该如何选择，如何获得一副好图像，机器视觉第二步，选择光源和如何打光

如何获得一幅好图像？

光源选型和打光一个非常偏应用的实践，更多的是工作经验的积累是获得一幅好图像的基础。下面我把我多年的工作经验总结如下。
 合适像素的相机；
 与相机像素接近分辨率的镜头；
关于相机和镜头选型步骤，传送门
 适应拍摄特征的光源；
 合适的通光亮，尽量以光源的亮度作为首要介质；
 减少外界光干扰；

光源：

常用光源颜色有：白色、蓝色、红色、绿色、红外、紫外。

光源的需求分析：任务：检测（识别）、测量、定位、条形码、字符识别、三维扫描等。

白色光源（W）
白色光源通常用色温来界定,色温高的颜色偏蓝色(冷色，色温>5000K)，色温低的颜色偏红(暖色，色温<3300K)，界于3300与
5000K之间称之为中间色，白色光源适用性广，亮度高，特别是拍摄彩色图像时使用更多。

蓝色光源（B）
蓝色光源波光为430-480之间，适用产品：银色背景产品（如钣金，车加工件等）、薄膜上金属印刷品

红色光源（R）
红色光源的波长通常在600-720之间，其波长比较长，可以透过一些比较暗的物体，例如底材黑色的透明软板孔位定位、绿色线路板线路线路检测，透光膜厚度检测等，采用红色光源更能提高对比度；

绿色光源（G）
绿色光源波长510-530，界于红色与蓝色之间，主要针对产品：红色背景产品，银色背景产品（如钣金，车加工件等）。

红外光（IR）
红外光的波长一般为780-1400，大多采用940波长的红外光，
红外光属于不可见光，其透过力强。一般LCD屏检测、视频监控行业应用比较普遍；

紫外光（UV）
紫外光的波长一般为190-400，我司主要采用385波长的紫外光，其波长短，穿透力强，主要应用于证件检测、触摸屏ITO检测、布料表面破损、点胶溢胶检测等方面，金属表面划痕检测等；

X-Ray射线
特点：是一种波长范围在0.01nm到10nm之间的电磁波，波长短，透视效果良好（密度，通透量，阴影，灰阶图）。
应用：工业上应用广泛，常用于各种行业的透视检测

利用光的特性来选择合适的光源：

1.通过互补色可以增加对比度
也称为对比色，互补色在色环上相互对应。两种互补色等强度混合可以得到白色。
如果希望更加鲜明地突出某些颜色，则选择色环上想对应的互补颜色，这样可以明显地提高图像的对比度。
2.合理运用颜色过滤背景
蓝色光打到蓝色物体，蓝色物体显示就是白色了。

3.提高光源的显色性

显色性好的光源可以比较真实的还原物体的真实原色。
采用自然光源可提高颜色的显色性

光源的照射方式–打光方式

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1.角度照射：
特点：在一定工作距离下，光束集中、亮度高、均匀性好、照射面积相对较小。常用于液晶校正、塑胶容器检查、工件螺孔定位、标签检查、管脚检查、集成电路印字检查等(30、45、60、75等角度环光*)。

2.垂直照射：
照射面积大、光照均匀性好、适用于较大面积照明。可用于基底和线路板定位、晶片部件检查等（0角度环光、面光源*）

3.低角度照射

特点：对表面凹凸表现力强。适用于晶片或玻璃基片上的伤痕检查（90度环光*）

4.背光照射：
特点：发光面是一个漫射面，均匀性好。可用于镜面反射材料，如晶片或玻璃基底上的伤痕检测；LCD检测；微小电子元件尺寸、形状，靶标测试。（背光源、平行背光源）

5.多角度照射：特点：RGB三种不同颜色不同角度光照，可以实现焊点的三维信息的提取。适用于组装机板的焊锡部份、球形或半圆形物体、其它奇怪形状物体、接脚头（AOI光源）

6.碗照光照射：
特点：360度底部发光，通过碗状内壁发射，形成球形均匀光照。用于检测曲面的金属表面文字和缺陷。（球积分光源，通常也叫
圆顶光）

7.同轴光照明：
特点：类似于平行光的应用，光源前面带漫反射板，形成二次光源，光线主要趋于平行。用于半导体、PCB板、以及金属零件的表面成像检测，微小元件的外形、尺寸测量。（同轴光源，平行同轴光源）

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打光的指导方法

源选型时打光的指导方法：

光线太暗或太亮会影响视觉系统。
光线的主要功能是产生光学信号。
减少噪声是照明要解决的主要问题之一。
只有来自目标并到达镜头的光线才是有效的光线。
进入镜头但非来自目标的光线为杂散光，它将降低图像摄取装置的成
像质量。
来自目标的任意光线都应填满镜头的入瞳。
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光源选型的一般过程如下：
提出问题
定义检测目标
收集制定完整的规格列表
可行性研究： a 这个零件是如何被肉眼看到的；b这个零
件将如何照射其上的光学特性；c 将自己想成这个零件

光源选择的注意事项：
1、镜头的工作距离；
2、现场的安装障碍；
3、照明对象的现场实际情况；
4、照明对象特征是否存在特殊性；
5、图像是否需要彩色；
6、安装的便利性；
7、成本；

条光选型要领：
1、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，或者是距离近而幅射面积不够；
2、条光长度能够照明所需打亮的位置即可，无须太长造成安装不便，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，否则图像两侧亮度传经比中间暗；
3、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；

环光选型要领：
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

条形组合光选型要领：
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/平行背光源造型要领
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、背光源四周一条由于的外壳遮挡，因此其亮度会低于中间部位，因此，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；
6、检测液位可以将背光源侧立使用；
5、圆轴类的产品，螺旋状的产品尽量使用平行背光源；

同轴光造型要领
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，才能保证才均匀性；