目的：将被测物体与背景分离，获取高质量、高对比度的图像，好的光源可以很大程度上减少无关的背景信息，突出被测物体的特征。

重要性：直接影响处理精度和速度，甚至机器视觉系统的成败，优秀的打光工程能够降低算法开发的难度。

理想的光源应该是明亮、均匀、稳定的。选择光源主要考虑以下几个方面：

(1) 对比度：给被检测物体打光的根本目的就是提高缺陷与背景的对比度，将缺陷凸显出来，便于机器视觉算法进一步处理。它是光源选择的最重要参考之一。

(2) 均匀性：不均匀的照明会给后期的图像处理带来诸多不便，甚至会使得采集的图像变得没有处理的价值。例如光滑的零件会产生镜面反射，因此会在其表面产生耀眼的光斑，如果缺陷刚好被光斑覆盖，就会出现漏检或者误检的情况。 

(3) 亮度：亮度太大的话，缺陷可能会被淹没，亮度太小，缺陷的对比度可能也会不明显，打光也就失去了原有的意义，所以要合理选择光源的亮度。 

(4) 稳定性：是指光源在一个时间范围之内稳定的发光。 

(5) 成本与寿命：价格很高的不一定是最合适的，也不一定承受的起。光源的使用寿命越长越好，一来可以减少开支，二来可以减少更换光源带来的系统调整。 

视觉系统使用的光源主要有三种：高频荧光灯、卤素灯和LED（发光二极管）光源等，其性能对比如下图所示。

3.1 LED光源的优势

LED 灯的综合性能最佳，广泛应用于机器视觉领域。LED灯具有以下优势：

• 形状自由度高，可以组合成各种形状、尺寸，能够自由调整照射角度，可以根据客户需要定制；

• 可以根据需要制成各种颜色，并可以随时调整亮度；

• 光源散热性好，光亮度稳定，使用寿命长，可连续使用约数万小时；

• 反应快捷，可在极短时间内达到最大亮度；

• 运行成本低，性价比较高

3.2 LED光源的颜色

LED光源主要有红色、蓝色、白色和绿色等，每种类型的LED等都有其特别的光谱，CCD摄像机的灵敏度受光谱的影响。

颜色通过色相（Hue）、饱和度（Saturation）和明亮度（Value）来表示，即我们常说的HSV。在有彩色中，红、蓝、黄等颜色的种类即称为“色相（Hue）”，饱和度（Saturation）是指颜色的鲜艳度，表示色相的强弱，明亮度（Value）表示颜色的明暗程度。HSV的关系用一张图来表示如下。不同颜色的光源所产生的效果也不同，在选择颜色时要确定被照物体的外形、状态、颜色及被照明部分，再根据色相性原理来选择合适的颜色。

光的反射：指光在传播到不同物质时，在分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象。在反射中，光的反射角等于入射角。光在真空中呈直线传播。

光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变，从而使光线在不同介质的交界处发生偏折。光在真空中的偏折角度最大。

光的透射：当光入射到透明或半透明材料表面时，一部分被反射，一部分被吸收，还有一部分可以透射过去。被透射的物体为透明体或半透明体，如玻璃，滤色片等。透射率受物体材质和厚度的影响，光的波长越长，对物质的透射能力越强。

照明光的光照方式有以下几种：直射光、漫射光、偏光及平行光。

直射光：直射光为来自于一个方向的光，可以在亮色和暗色阴影之间产生相对高的对比度图像

漫射光（扩散光）：各种角度的光混合在一起。日常中的生活用光几乎都是扩散光。

偏光：在垂直于传播方向的平面内，光矢量只沿着某一个固定方向振动的光，通常是利用偏光板来阻止特定方向的反射。

平行光：照射角度一致的光，太阳光就是平行光。发光角度越窄的LED直射光越接近平行光。