在機(jī)器視覺(jué)的實(shí)際應(yīng)用中,大多數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域都需要使用由光源提供的燈光照明來(lái)提高圖像的亮度和對(duì)比度。同時(shí),光源并不僅僅是為照亮物體而設(shè)計(jì)的,在機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中,光源和照明方案的好壞往往會(huì)決定整個(gè)系統(tǒng)的成敗。大多數(shù)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的第一步可能是二值化,它將圖像中的被測(cè)物體(前景)和背景二值化為1和0,1代表前景,0代表背景。好的光照系統(tǒng)會(huì)極大地突出物體和背景之間的差異,從而大大簡(jiǎn)化了圖像分割的算法;提高物體邊緣與背景之間的陡峭變化,從而提高了對(duì)物體的測(cè)量精度。設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)恼彰鲿?huì)使整個(gè)圖像的光照不均勻,從而給二值化帶來(lái)困難;會(huì)產(chǎn)生陰影或者過(guò)曝光,從而丟失圖像的重要細(xì)節(jié);會(huì)增加圖像傳感器轉(zhuǎn)換圖像的噪音,從而加大圖像處理的難度和降低測(cè)量的精度等。所以首先對(duì)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的光源進(jìn)行精心的設(shè)計(jì)是極其重要的。
光源
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顏色
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壽命(小時(shí))
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發(fā)光亮度
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特點(diǎn)
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鹵素?zé)?/span>
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白色,偏黃
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5000-7000
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很亮
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發(fā)熱多,較便宜
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熒光燈
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白色,偏綠
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5000-7000
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亮
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較便宜
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LED燈
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紅,黃,綠,白,藍(lán)
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60000-100000
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較亮
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發(fā)熱少,固體,能做成很多形狀
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氙燈
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白色,偏藍(lán)
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3000-7000
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亮
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發(fā)熱多,持續(xù)光
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電致發(fā)光管
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由發(fā)光頻率決定
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5000-7000
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較亮
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發(fā)熱少,較便宜
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表1 各種光源對(duì)比
LED光源有紅、綠、藍(lán)、白四大類(lèi)。紅色最常用,紅色波段的光線(xiàn)對(duì)CCD最敏感,穿透能力強(qiáng);藍(lán)光的對(duì)物體表面擴(kuò)散能力強(qiáng),即對(duì)表面凹凸敏感,適合表面質(zhì)量的檢測(cè);綠光的亮度高,同時(shí)也適合特殊顏色物體的檢測(cè),如照到綠色被測(cè)物體上,可以讓背景呈白色;白色為中性顏色,適合拍彩色圖片,或著拍黑白圖片,但被測(cè)物體有多種顏色。另外,還有紅外和紫外光源。當(dāng)然,紅外的穿透能力最強(qiáng),所以有人用紅外攝像頭“偷拍”;紫外對(duì)物體表面的細(xì)微特征都能夠反映出來(lái),如刑偵照片就是如此。