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《机器视觉算法与应用》读书及实践(3)——照明

上一篇文章我们介绍了机器视觉的光源,常见的光源包括:卤素灯、氙灯、荧光灯和发光二极管。光源解决了光的来源问题,接下来还需要考虑另外两个问题:

  1. 使用光源中的哪种光谱范围进行照明?

  2. 从什么方向进行照明?

今天这篇文章,我们来讨论这两个话题。

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1、照明的光谱选择

我们知道,彩色物体的颜色是由于它可以反射光谱中某一波长范围内的光到我们眼睛中而形成的。同时,光谱中其它波长的光被该物体吸收了。比如,绿色叶子可以反射绿光而吸收其它波长的光,红色花朵可以反射红光而吸收其它波长的光。利用物体的这一特性,我们可以调节照明光源的光谱范围,使希望看到的颜色光被物体反射,不希望看到的颜色光被物体吸收。比如,如果我们想看清绿色PCB板上的黄色字体,就可以用黄光去照射,这样黄色字体就会被加强,绿色背景就变得暗淡;

可以直接选择特定光谱范围的光源,也通过使用滤镜,将白光过滤成需要的光谱范围的光;

2、照明的方向

除了选择特定光谱范围的光源,照明的方向也是需要考虑的一个因素。

这里的方向包括三方面的含义:

①光源的照射方向;

②光源、摄像机与被测物体的相对位置;

③光源与被测物的角度;

光源的照射方向包括直射和漫射。直射是光源发出的光相对集中的照射在物体上,此时的光可以视为平行光;漫射是光源发出的光比较分散,照射在相对广阔的空间,各个方向的光强可以视为相等;

光源、摄像机与被测物体的相对位置包括两种:①光源和摄像机位于被测物体的同一侧;②光源和摄像机位于被测物体的两侧;

如果光源和摄像机位于被测物体的同一侧,此时光源发出的光称为正面光;

如果光源和摄像机位于被测物体的两侧,此时光源发出的光称为背光;

光源与摄像机的角度不同,反射到摄像机的光照量就会不同。这种不同又将照明分为明场照明和暗场照明两种。

所谓明场照明,是指光源与被测物成一定角度,使得绝大多数光反射到摄像机中;所谓暗场照明,是指光源中大部分光没有反射到摄像机中,只将被测物的特定部分的光反射到摄像机中;

这样对于照明的方向,就有直射与漫射、正面光与背光、明场照明与暗场照明不同的组合,包括:明场漫射正面照明、明场直射正面照明、暗场直射正面照明、明场漫射背光照明及明场直射背光照明;

好了,关于机器视觉的照明先介绍到这里,后续我们介绍镜头。

我阅读的书是德国Carsten Steger/Markus Ulrich/Christian Wiedemann编写的《机器视觉算法与应用》。该书中英双语,由杨少荣/段德山/张勇/彭潇/偏召华翻译,你可以点击下面的链接查看:



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