機(jī)器視覺之光源選型

在機(jī)器視覺系統(tǒng)中，光源具有非常重要的作用，選擇合適的光源成為決定整個(gè)系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵因素，光源的主要目的就是將被測物體與背景盡量明顯分別，獲得高品質(zhì)、高對比度的圖像。下面帶您了解一下機(jī)器視覺光源顏色的選擇攻略：

一般情況下，如果使用黑白相機(jī)，又對被測物體的顏色選擇沒有特殊的要求，紅色是比較合適的選擇。

因?yàn)榧t色LED壽命長、穩(wěn)定、價(jià)格低廉，更重要的是紅色LED的波長更接近傳感器的靈敏度峰值，而通常的CCD對紫色、藍(lán)色的光敏感程度沒有紅光強(qiáng)。

如果進(jìn)行彩色成像，則通�？紤]使用白色光源。

白色LED光源的制造有幾種方法，一種是使用白色LED制造，發(fā)光管內(nèi)部有藍(lán)色發(fā)光芯片與受到激發(fā)后發(fā)出黃色的熒光粉，發(fā)出的光按一定比例疊加到一起，看起來形成了白色，這是最為常見的形式。

另一種方法是使用紅綠藍(lán)三種不同顏色的LED，按某種順序或方式在光源上進(jìn)行排列，并分別控制每種顏色的度，使用相對方便。此種方法通常使用四個(gè)單色RGGB顆粒進(jìn)行排列，所以其中的綠色分量通常會(huì)比較足，之所以多加一個(gè)綠色的G通量，是因?yàn)槿搜蹖�綠色光源（波長555nm）最敏感。

機(jī)器視覺應(yīng)用中應(yīng)注意目標(biāo)顏色與光源顏色的搭配，我們看到某個(gè)物體成某種顏色，是因?yàn)槠浞瓷淞藢��?yīng)的光譜。我們拍攝物體時(shí)，如果要將某種顏色打成白色，那么就得使用與此顏色相同或相似的光源（光的波長一樣或接近），而如果要打成黑色，則需要選擇與目標(biāo)顏色波長差較大的光源。

彩色圖像中，除了黑色、灰色不明顯，其它如白色、紫色、藍(lán)色、綠色、黃色、橙色、紅色、棕色都很明顯，色彩飽滿艷麗。

多色排線在白色光源下的黑白相機(jī)大尺度成像，可以發(fā)現(xiàn)其中的白色、黃色、綠色、橙色較明亮，說明相機(jī)對這些波長比較敏感。

在紅光下成像時(shí)，白、紅、橙、黃幾種顏色比較明顯，其它的顏色都很暗，說明紅光照射物體時(shí)，物體本身有紅色分量時(shí)，才能反射紅光，在黑白相機(jī)下表現(xiàn)為紅色特征。

而在綠色光源下，則白色、綠色、黃色表現(xiàn)明亮，其它較暗淡。藍(lán)色光源下，白色、紫色、藍(lán)色等表現(xiàn)較亮，有效反射藍(lán)光。

從中也可以發(fā)現(xiàn)，白色，無論在什么光照下，都成明顯的白色，是因?yàn)槠浔旧聿晃�收光譜，任何光譜照射到其表面上都會(huì)被反射；相反，黑色材料則無論什么光照射上去都不反光成黑色。

生活中看到某個(gè)物體呈現(xiàn)某種顏色，是因?yàn)槲矬w表面反射了該對應(yīng)的光譜。

視覺應(yīng)用中，為目標(biāo)顏色合理地選擇光源的顏色有利于降低算法難度、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

同類色

同類色指色相性質(zhì)相同，但色度有深淺之分。

是色相環(huán)中15°夾角內(nèi)的顏色。

如深紅與淺紅，深藍(lán)與淺藍(lán)。

鄰近色

鄰近色，就是在色帶上相鄰近的顏色。

例如紅色和橙色是色相環(huán)中，凡在60度范圍之內(nèi)的顏色都屬鄰近色的范圍

互補(bǔ)色/對比色

有非常強(qiáng)烈的對比度，在顏色飽和度很高的情況下，可以創(chuàng)建很多十分震撼的視覺效果。

例如橙和藍(lán)、紅和綠、黃和紫。

在色相環(huán)中每一個(gè)顏色對面(180度對角)的顏色。

類似色

類似色是指在色輪上相鄰的三個(gè)顏色。

在色輪上90度角內(nèi)的色統(tǒng)稱為類似色。

例如紅－紅橙－橙、黃－黃綠－綠、青－青紫－紫等均為類似色。

光源顏色的選擇

基于以上顏色理論，如果要將目標(biāo)打成白色需要選用同類色，如果要目標(biāo)打成黑色需要選用互補(bǔ)色。