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機器視覺系統(tǒng)：相機的選擇

（1）工業(yè)數(shù)字相機的分類：

工業(yè)相機按照芯片類型可以分為CCD相機為產業發展、CMOS相機解決；

按照輸出色彩可以分為單色（黑白）相機、彩色相機適應性；

按照傳感器的結(jié)構(gòu)特性可以分為線陣相機（黑白攝像機、3Line彩色相機增持能力、3CCD彩色相機（分光棱鏡）全會精神、面陣相機（黑白攝像機、Bayer彩色相機逐步改善、3CCD彩色相機（分光棱鏡）意見征詢；

按照輸出信號方式可以分為模擬相機（PAL（黑白為CCIR））、NTSC（黑白為EIA））大大提高、數(shù)字相機（IEEE1394的必然要求、USB2.0、Camera Link取得了一定進展、GigE）完善好；

按照掃描方式可以分為隔行掃描相機、逐行掃描相機積極參與；

按照分辨率大小可以分為普通分辨率相機問題分析、高分辨率相機；

按照輸出信號速度可以分為普通速度相機交流研討、高速相機更加完善；

按照響應(yīng)頻率范圍可以分為可見光（普通）相機、紅外相機建設應用、紫外相機等支撐作用。

（2）相機的主要參數(shù)

相機的主要參數(shù)：

①分辨率；②速度（幀頻/行頻）相關；③噪聲大力發展；(三) 曝光方式（Exposure）和快門速度（Shutter）；④信噪比生產效率；⑤動態(tài)范圍產能提升；⑥像元深度適應性；⑦光譜響應(yīng)；⑧光學接口充分發揮。

①分辨率

分辨率是相機基本的參數(shù)發展成就，由相機所采用的芯片分辨率決定，是芯片靶面排列的像元數(shù)量重要方式。

通常面陣相機的分辨率用水平和垂直分辨率兩個數(shù)字表示開展面對面，如：1920（H）x 1080(V)，前面的數(shù)字表示每行的像元數(shù)量非常重要，即共有 1920 個像元進一步提升，后面的數(shù)字表示像元的行數(shù)，即 1080 行I造一處，F(xiàn)在相機的分辨率通常表示多少 K改革創新，如1K（1024），2K(2048)取得顯著成效， 3K(4096)等新模式。

在采集圖像時，相機的分辨率對圖像質(zhì)量有很大的影響不容忽視。在對同樣大的視場（景物范圍）成像時組織了，分辨率越高，對細節(jié)的展示越明顯說服力。

②速度（最大幀率（Frame Rate）/行頻（Line Rate））

相機的幀頻/行頻表示相機采集圖像的頻率搶抓機遇，通常面陣相機用幀頻表示，單位 fps）逐漸顯現，如30fps全會精神，表示相機在1秒鐘內(nèi)最多能采集30幀圖像系統穩定性；線陣相機通常用行頻便是單位 KHz拓展基地，如 12KHz 表示相機在1秒鐘內(nèi)最多能采集 12000 行圖像數(shù)據(jù)。

相機采集傳輸圖像的速率實力增強，對于面陣相機一般為每秒采集的幀數(shù)體系流動性，對于線陣相機為每秒采集的行數(shù)。

速度是相機的重要參數(shù)帶來全新智能，在實際應(yīng)用中很多時候需要對運動物體成像實現了超越。相機的速度需要滿足一定要求，才能清晰準確的對物體成像去完善。

(三) 曝光方式和快門速度    

對于線陣相機都是逐行曝光的方式橋梁作用，可以選擇固定行頻和外觸發(fā)同步的采集方式，曝光時間可以與行周期一致求索，也可以設(shè)定一個固定的時間求得平衡；面陣相機有幀曝光紮實做、場曝光和滾動行曝光等幾種常見方式，數(shù)字相機一般都提供外觸發(fā)采圖的功能至關重要。

快門速度一般可到10微秒提供深度撮合服務，高速相機還可以更快。

③噪聲

相機的噪聲是指成像過程中不希望被采集到的的發生，實際成像目標外的信號組成部分。

根據(jù)歐洲相機測試標準EMVA1288 中，定義的相機中的噪聲從總體上可分為兩類：一類是由有效信號帶來的符合泊松分布的統(tǒng)計漲落噪聲新的動力，也叫散粒噪聲的過程中，這種噪聲對任何相機都是相同的，不可避免廣泛關註，有其確定的計算公式（噪聲的平方=信號的均值）國際要求；二類是相機自身固有的與信號無關(guān)的噪聲，它是由圖像傳感器讀出電路鍛造、相機信號處理與放大電路等帶來的噪聲競爭激烈，每臺相機的固有噪聲都不一樣。另外改善，對數(shù)字相機來說空白區，對視頻信號進行模擬轉(zhuǎn)換時會產(chǎn)生量化噪聲，量化位數(shù)越高信息化，噪聲越低形勢。

④信噪比

 相機的信噪比定義為圖像中信號與噪聲的比值（有效信號平均灰度值與噪聲均方根的比值），代表了圖像的質(zhì)量取得明顯成效，圖像信噪比越高約定管轄，圖像質(zhì)量越好。（信噪比高的相機性能較好）

⑤動態(tài)范圍

 相機的動態(tài)范圍表明相機探測光信號的范圍創新的技術，動態(tài)范圍可用兩種方法來界定發揮，一種是光學動態(tài)范圍，指飽和時最大光強與等價于噪聲輸出的光強的比值快速增長，由芯片的特性決定開放以來。另一種是電子動態(tài)范圍，是指飽和電壓和噪聲電壓之間的比值高質量。

對于固定相機其動態(tài)范圍是一個定值提供了有力支撐，不隨外界條件變化而變化。在線性響應(yīng)處的方法，相機的動態(tài)范圍定義為飽和曝光量與噪聲等效曝光量的比值：

動態(tài)范圍可用倍數(shù)實事求是、dB 或 Bit 等方式來表示。動態(tài)范圍大落到實處，則相機對不同的光照強度有更強的適應(yīng)能力服務水平。

⑥像元/像素深度

數(shù)字相機輸出的數(shù)字信號再獲，即像元灰度值，具有特殊的比特位數(shù)應用擴展，稱為像元深度體驗區。即每像素數(shù)據(jù)的位數(shù)，一般常用的是8Bit活動上，對于數(shù)字相機機一般還會有10Bit有望、12Bit、14Bit等導向作用。

對于黑白相機這個值的方位通常是 8-16bit方案。像元深度定義了灰度由暗道亮的灰階數(shù)。例如十大行動，對于 8bit 的相機 0 代表全暗而 255代表全亮左右。介于 0 和 255 之間的數(shù)字代表一定的亮度指標。10bit 數(shù)據(jù)就有 1024 個灰階綜合措施，而 12bit 有 4096 個灰階可靠保障。每一個應(yīng)用我們都要仔細考慮是否需要非常細膩的灰度等級。從 8bit 上升到 10bit 或者 12bit 的確可以增強測量的精度設計標準，但是也同時降低了系統(tǒng)的速度開展，并且提高了系統(tǒng)集成的難度（線纜增加，尺寸變大）發揮重要帶動作用，因此我們也要慎重選擇意向。

⑦光譜響應(yīng)

光譜響應(yīng)是指相機對于不同波長光線的響應(yīng)能力，通常指其所采用芯片的光譜響應(yīng)文化價值。通常用光譜曲線表示形式，橫軸表示不同波長，縱軸表示量子效率不斷完善。按照響應(yīng)光譜不同也把相機分為可見光相機（400nm—1000nm數字化，峰值在 500nm—600nm 之間），紅外相機（響應(yīng)波長在 700nm 以上）營造一處，紫外相機（可以響應(yīng)到 200nm—400nm的短波）系統，我們需要根據(jù)接收被測物發(fā)光波長的不同來選擇不同的光譜響應(yīng)的相機增強。

⑧光學接口/接口類型

光學接口是指相機與鏡頭之間的借口重要意義，常用的鏡頭的借口有 C 口，CS 口更加廣闊，F(xiàn) 口規劃。下表提供了關(guān)于鏡頭安裝及后焦距的信息。其中 M42 鏡頭適配器源于高端攝像標準可以使用。另一方面進入當下，相機的 Z 軸均依據(jù)所提供的適配器而進行了優(yōu)化紮實，一般情況下不要輕易拆卸鏡頭適配器。


（3）工業(yè)數(shù)字攝像機主要接口類型

主要有：Usb2.0新體系、IEEE 1394投入力度、CameraLink、GiggE不難發現。

目前市面上工業(yè)相機大多是基于CCD或CMOS芯片的相機貢獻法治。

CCD攝像機，CCD稱為電荷耦合器件發展需要，CCD實際上只是一個把從圖像半導體中出來的電子有組織地儲存起來的方法攻堅克難。優(yōu)點：圖像質(zhì)量高、靈敏度高顯示、對比度高雙向互動；缺點：有Blooming現(xiàn)象、不能直接訪問每個像素設計能力、沒有片上處理功能品牌。

CMOS攝像機，CMOS稱為“互補金屬氧化物半導體”更為一致，CMOS實際上只是將晶體管放在硅塊上的技術(shù)紮實做，沒有更多的含義。CMOS可以將光敏元件至關重要、放大器提供深度撮合服務、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲器的發生、數(shù)字信號處理器和計算機接口控制電路集成在一塊硅片上組成部分。優(yōu)點：體積小結(jié)構(gòu)簡單、片上處理功能多新的動力、低功耗互動講、沒有Blooming現(xiàn)象、能直接訪問單個像素像一棵樹、高動態(tài)范圍(120dB)過程中、幀率可以更高；缺點：一致性差能運用、光靈敏度差達到、噪聲大。

CCD傳感器相機適合高速動態(tài)不可缺少；

CMOS傳感器相機適合低速動態(tài)或靜止蓬勃發展。

相對于CCD傳感器，CMOS傳感器的隨機讀取特性使其容易實現(xiàn)圖像的矩形感興趣區(qū)域（AOI）讀出方式。這一特性使得CMOS能針對較小的AOI時可以獲得更高的幀率重要性。CMOS傳感器的另一優(yōu)點就是又進了一步，讀出速度快。CMOS傳感器的缺點是填充因子很低多元化服務體系，通常使用微鏡來提高其填充因子規劃。

CCD和COMS區(qū)別：

? CCD的優(yōu)勢在于成像質(zhì)量好；

? CMOS價格比CCD便宜深度；

? CMOS電源消耗量比CCD低發行速度；

? CCD用于動態(tài)測量；

? CMOS 用于低速或靜態(tài)測量與時俱進。但是現(xiàn)在全

局曝光的CMOS也可用于動態(tài)測量性能；

? 現(xiàn)在CCD是主流，但CMOS正在趕上綜合運用，而且CMOS是未來供給。

注：CCD是全局曝光,而CMOS既存在全局曝光又有卷簾曝光。