照明在機器視覺中的重要地位幾乎已經被所有的視覺工程師認識問題是我們如何選擇光源、設計照明系統。
設計照明系統，首先應該對光源的特性有所了解。這包括
（1）光源本身的特性，如光源的光譜分布，在被照射面上的亮度分布，光源使用中的溫度特性和壽命等。
（2）光源與被照射物體的相互作用。光源照射在物體上，會發生反射、吸收和透射三種相互作用，不同材質的物體，三種作用產生的現象不同，同一種物體上缺陷部分和其他部分，三種作用產生的現象也不同。
如在表面檢測中，我們可以粗略的把目標上的缺陷分成二類，一類是幾何形狀缺陷，諸如：凹坑、劃痕、裂紋、毛刺、凸起、擦傷、碰傷等；另一類是表面強度（或密度）缺陷，如：氧化、生銹、污點、污跡等，前者使表面反射發生變化，后者使表面反射和吸收都發生變化。只有仔細研究光源與被照物相互作用的特點，才能確定光源及照明方式。物體的色彩是光吸收的另一個例子。全波段的白光照射到物體表面，一些波長的光被物體表面吸收，一些波長的光被表面反射，物體呈現出與反射光相同頻譜的顏色。利用這個道理，我們可以使用黑白攝像機，選擇特定波長的光源，突出物體表面待檢測部分與其它部分的灰度差，實現可靠、穩定的檢測。
（3）光源的結構。光源可以做成各種形狀結構，每種形狀發出光的特點不同。如：漫反射光，可以在目標平面上獲得均勻的光照；直射光，通過反射和產生陰影顯示邊緣和表面結構，但光源或目標的移動和傾斜都會明顯的影響圖像亮度和對比度。另外，光源可以放在被照物體的上方或者下方，可以有各種角度和高度，通過不同形狀和照明方式的組合，利用諸如產生陰影、產生高亮區域或無反射區域的方法，使目標上的感興趣區域與其它區域有盡可能大的區別。
在確定了光源和照明方式后，設計照明系統zui后一步也是zui重要的一步就是實驗。在現實世界中，目標表面特性并非單一，光源與目標物體的相互作用往往是各種現象的組合，有些難以用理論做出準確的描述。通過實驗可以驗證設計的正確性，同時在實驗中，改變影響圖像的因素，如：目標在視場中的位置及相對于光源的角度，光源的亮度等，可以進一步驗證系統的可靠性和穩定性。總之，設計光源系統，zui終目的是：zui大程度地增強感興趣特征的對比度，抑制和減少目標上其它部分的影響，抑制外部環境的影響。
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