問：圖像太暗時要如何增強圖像亮度？

答：通俗來講，普遍認(rèn)為圖像亮度就是圖像的明暗度。我們知道一幅8bit的黑白圖像是有256個灰階的。灰階數(shù)值越接近于0亮度越低；反之，越接近255亮度越亮。機器視覺中常常需要采集圖像并根據(jù)圖像來進行下一步進程，如果采集的圖像特別暗就不利于缺陷識別和檢測，下面主要從工業(yè)相機、工業(yè)鏡頭、與光源三個方面來簡述如何提升圖像亮度。

01工業(yè)相機

想象一下，假設(shè)天空中下著雨，雨滴之間的密度均勻且速度一致，在室外分別放置一個水盆與一個杯子，一段時間后哪個容器里收集到的雨水最多？

在這個比喻中，把光子比喻成密度均勻速度一致的雨滴，大像元比喻成水盆而小像元比喻為水杯，接水的時間則代表曝光時間。一塊Sensor的長寬固定，Sensor的面積也就固定，在這塊Sensor上的像素越多，單個像素所占的面積就越小，一定曝光時間內(nèi)接收到的光子就越少。反過來講，同樣曝光時間、增益相同的兩臺相機，單個像元較大的一臺捕捉到的圖像較亮，且具有較高的信噪比。

在相機的軟件端，除了提升曝光時間可直接提升圖像亮度以外，更改數(shù)字增益，模擬增益或打開相機的Binning(若支持)時，也會增加圖像亮度。若使用TDI線掃相機，更改較高階數(shù)的TDI設(shè)置也可顯著增加亮度，改善信噪比。

02工業(yè)鏡頭

鏡頭的光圈調(diào)節(jié)環(huán)標(biāo)記的數(shù)字如:16、8、5.6、4、2.8等不同的數(shù)值，這些參數(shù)表征了鏡頭的通光能力。從下面的公式可以看到，當(dāng)一枚鏡頭的f焦距固定，F(xiàn)#越小，鏡頭入瞳直徑(通光孔徑)越大，進而通光量更大，反映到圖像上其亮度也會提升

有效F#，此數(shù)值為鏡頭在有限距離內(nèi)的實際光圈數(shù)，決定了實際操作時的亮度。光學(xué)放大倍率B越大，則鏡頭成像越暗。

03工業(yè)光源

合理的光源角度，光源物距與波長可以獲得亮度與對比度適宜的圖像，進而被算法處理識別。圖像較暗可嘗試調(diào)高光源控制器的檔位或更換更高功率的光源，也可以換用頻閃光源與頻閃控制器。另外根據(jù)被攝物材料表面特點、材料的吸收與反射特性找到合適的角度與光源物距，選擇合適波長的光源，利用對色補色原理也能讓圖像亮度與對比度提升，進而被算法處理識別。

04其它TIPS

提升圖像亮度的方式有很多，但每種方式幾乎都伴隨著不利的影響，如：

1、光圈過大會導(dǎo)致景深變淺；

2、曝光時間過長會導(dǎo)致快速移動的物體有拖影或幀率下降影響生產(chǎn)節(jié)拍；

3、啟用Binning造成圖像橫縱分辨率減半甚至更多，造成精度下降；

4、調(diào)高增益導(dǎo)致圖像出現(xiàn)明顯的噪點。

所以，在實際情況中也需要平衡多方因素選擇或組合的方式進行調(diào)節(jié)，改善圖像亮度。