機器視覺系統的正向照明技術特性及優勢簡介

  摘要：在機器視覺系統中，利用各種不同性能和結構的光源，以及物體和背景對光的反射和傳送特性就可以根據系統需要設計出不同的照明方案。

　　在機器視覺系統中，利用各種不同性能和結構的光源，以及物體和背景對光的反射和傳送特性就可以根據系統需要設計出不同的照明方案。照明技術可分正向和背向照明二大類，每一類又有很多的變化。下面對正向照明技術的相關特性及技術優勢做以簡介。
　　鏡面：光線直接從物體的表面反射而進入攝像機鏡頭。物體的鏡面反射不一致的各個區域，可用這一照明方式將它們區分出來。物體表面每傾斜一度，都會使鏡面反射光移動二度。這種照明技術對于物體的姿態是非常敏感的。
　　離軸照明：光源在鏡頭軸線的側面，鏡面反射有可能到不了鏡頭，從而避開了鏡面反射而引起特亮光的干擾，而漫反射光部分則可能進入鏡頭。zui典型的例子是光滑的金屬表面模印上表面粗糙的文字。文字因漫反射光進入鏡頭而亮，而金屬表面背景因鏡面反射光而達不到鏡頭，形成黑背景。
　　半漫射照明：光線來自比較寬角度的各方向，例如環形光源。這種照明方式能獲得比較好質量的圖像，并具有較好的均勻性，可以有比較大范圍的視場。
　　漫散照明：光線來自所有方向，用于不同的物體特征有不同的漫反射特性、使鏡面反射zui少，以及使因表面方向變化而引起的影響差異很大的反射zui小。
　　黑場：光線來自與鏡頭視線方向成90°的方向，所有鏡面反射和所有來自平面的漫反射都會掠過鏡頭不能進入攝像機。而無規律的表面，例如劃痕，會產生強烈的閃爍，而被攝像機轉換成圖像。
　　正向照明應用實例，如下圖所示讀取金屬表面壓印的文字，金屬表面是光亮的，而文字因壓印是粗糙的。圖1-5為正向高角度的照明(又稱亮場)，這是zui常采用的方式，優點是光照強、相對較均勻，缺點是會產生鏡面的高亮反射。圖1-6為低角度暗場式照明，特別適合于在平滑光潔的表面檢測文字、傷痕等具有較粗紋理的目標。入射光在平滑表面以相同角反射而錯過鏡頭形成較暗的背景，而具有漫反射特性的目標則將一部分光射入鏡頭而成為亮的圖像。