不同类型光源的不同打光方式探究

    有经验的机器视觉工程师都会认可这样一句话：机器视觉项目的成败在于能否得到一张打光优秀的图片。如果采集到的图片本身“质量”很差，那么接来下的图像处理工作就会困难重重。

    由于项目的需求以及光源厂商的努力，目前机器视觉光源的类型可以说十分丰富，例如条光、背光、平行背光、同轴光、点光、隧道光、碗光、环形光、球形光、条形聚光等。根据光的波长和颜色，又可以分为X光、蓝光、红光、白光、红外光等。

    在光源大家族中，有一种光最为灵活多变，它就是环形光。环形光有低角度环形光、高角度环形光等不同类型，例如0°环形光、30°环形光、45°环形光、60°环形光、90°环形光等。

    不同的资料对于这个环光的“角度”定义不同，有的指“光源照射方向与水平面的夹角”，有的指“光源照射方向与镜头光轴（一般是竖直方向）的夹角”。本文采用后一种定义方式来描述。为什么说环形光的花样多呢？因为它的口径可以不同、它的“角度”可以不同、它的光的颜色可以不同、它的安装高度也可以不同（其他光源安装高度不同差异一般不会有这么大）。

    下面我以拍摄镜头模组为例，采用不同“角度”的环形光，沿着镜头光轴方向在不同高度分别采集图像，大家可以观察图像的特点与变化。
（这是一个手机镜头模组，高约6mm，中间有一块透明的有划伤的玻璃镜片）

注意：以下每一系列组图中，光源的高度都是从高到低不断往下移的。

 90°环形光（即光源照射方向与竖直方向成90°的环形光）



30°环形光效果

    其核心就一点：始终抓住有哪些光被反射之后，沿着竖直方向被相机捕捉到了。物体在相机中成了像，是因为物体表面有光反射进了相机，这些光被相机捕捉到从而成了像。如果想提高光源选型的能力，深刻理解上面这两句话是十分必要的。

    在只有光源而暂时没有相机的时候，如何猜测相机采集到的图像是什么样的呢？我有一个小技巧：把头伸到被测物正上方，从上往下竖直观察被测物的打光情况。为什么要以这个姿势观察呢？因为相机也是以这个姿势“观察”被测物的。

    从上面的两组图片可以看出，如果想检测模组的镜片划伤，在合适的高度用90°环形光打光，能得到一张高质量的易于处理的图片。但这是最佳的方案吗？未必。

我们用背光试试：

    划伤一览无余，很好地从背景里被分割出来了。当然，对于这种检测并不是说背光就一定优于90°环光，因为很多时候，由于现场条件的限制，是没有办法放置背光的。


文章来源：转载自机器视觉课堂 
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