光源具有放大圖像的特征與缺陷、削弱混亂及背景的作用，直接影響輸入數據的質量，由于沒有通用的照明設備，光源的設計一直是機器視覺系統的難點，通常不僅需要針對每個特定的應用實例來選擇光源類型，還要根據具體環境對光源安裝、光源的照射方式進行斟酌，以達到效果。不同類型的光源穩定性存在差異，常見的可見光光源有LED光源、鹵素燈、日光燈和鈉光燈等，可見光的缺點是不能持續穩定的輸出光能，如日光燈，在使用的個100小時內，光能會下降15%左右，隨著使用時間的增加，光能輸出持續下降。除可見光外，在高檢測任務的場景下，也常采用X射線和超聲波等不可見光作為光源，可以持續穩定的輸出光能，但不利于檢測系統的操作，且價格昂貴。光源的不均勻性也會對圖像質量產生影響，不同方向的發光強度存在差別也會引起噪聲。可見光中LED光源的穩定性和壽命相對于鹵素燈、日光燈等要好，響應時間短，可自由選擇顏色，運行成本也低，得到了廣泛的應用。光源的照射方式可分為背向照明、前向照明、結構光照明和頻閃照明，其設計要點是以突出圖像特征為準則。
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