認(rèn)識(shí)工業(yè)相機(jī)的參數(shù)表，明白選擇相機(jī)不是分辨率越高越好

工業(yè)相機(jī)是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中的核心器件之一，在為一項(xiàng)應(yīng)用選擇相機(jī)前，很多人不知道怎么看工業(yè)相機(jī)的參數(shù)表，這就導(dǎo)致不知道如何選出最適合應(yīng)用的工業(yè)相機(jī)，實(shí)現(xiàn)性?xún)r(jià)比最優(yōu)化。想要充分了解相機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)， 就要看懂參數(shù)。下面重點(diǎn)認(rèn)識(shí)工業(yè)相機(jī)參數(shù)表中幾項(xiàng)主要的參數(shù)含義。

一、分辨率

分辨率是相機(jī)最基本的參數(shù)，由相機(jī)所采用的芯片分辨率決定，在采集圖像時(shí)，相機(jī)的分辨率對(duì)檢測(cè)精度有很大的影響，在對(duì)同樣大的視場(chǎng)（景物范圍）成像時(shí)，分辨率越高，對(duì)細(xì)節(jié)的展示越明顯。

常用的工業(yè)面陣相機(jī)分辨率有500萬(wàn)、1200萬(wàn)、6500萬(wàn)等。對(duì)于線(xiàn)陣相機(jī)而言，分辨率就是傳感器水平方向上的像素?cái)?shù)，常見(jiàn)有2K、4K、8K、16K等。注意：選擇相機(jī)不一定是分辨率越高就越好，分辨率高帶來(lái)的圖像數(shù)據(jù)量就大，后期的算法處理就越復(fù)雜。

二、幀率/行頻

工業(yè)相機(jī)的最大幀率/行頻表示單位時(shí)間內(nèi)相機(jī)采集圖像的速率。通常幀率是相對(duì)于面陣工業(yè)相機(jī)來(lái)說(shuō)的，單位是fps，如181fps，即相機(jī)每秒內(nèi)最多可采集181幀圖像。行頻是相對(duì)于線(xiàn)陣工業(yè)相機(jī)來(lái)說(shuō)的，單位是kHz，如80kHz，即相機(jī)每秒內(nèi)最多可采集80000行圖像數(shù)據(jù)。

三、像元尺寸

像元即影像單元，是組成數(shù)字化影像的最小單元。像元尺寸和像元數(shù)（分辨率）共同決定了相機(jī)靶面的大小，通常工業(yè)相機(jī)像元尺寸為2μm~14μm。像元尺寸從某種程度上反映了芯片的對(duì)光的響應(yīng)能力，一般情況下，像元尺寸越大，能夠接收到的光子數(shù)量越多，在同樣的光照條件和曝光時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的電荷數(shù)量越多。

四、像素深度

像素深度是指每位像素?cái)?shù)據(jù)的位數(shù)，通常用多少比特位表示。一般，每個(gè)像素的比特位數(shù)多，表達(dá)圖像細(xì)節(jié)的能力強(qiáng)，這個(gè)像素的灰階值更加豐富、分得更細(xì)，像素的灰階深度就更深，但同時(shí)數(shù)據(jù)量也越大，影響系統(tǒng)的圖像處理速度，因此也需慎重選擇。

常見(jiàn)的是8bit、10bit、12bit。分辨率和像素深度共同決定了圖像的大小。例如對(duì)于像素深度為8bit的500萬(wàn)像素，則整張圖有2560×2048×8/8/1024/1024=5MB。

五、靈敏度

靈敏度是芯片的重要參數(shù)之一，它具有兩種物理意義。一種指光器件的光電轉(zhuǎn)換能力，與響應(yīng)率的意義相同。即芯片的靈敏度指在一定光譜范圍內(nèi)，單位曝光量的輸出信號(hào)電壓（電流），單位可以為納安/勒克斯nA/Lux、伏/瓦（V/W）、伏/勒克斯（V/Lux）、伏/流明（V/lm）。另一種是指器件所能傳感的對(duì)地輻射功率（或照度），與探測(cè)率的意義相同。單位可用瓦（W）或勒克斯（Lux）表示。

六、信噪比

工業(yè)相機(jī)的噪聲是指成像過(guò)程中不希望被采集到的，實(shí)際成像目標(biāo)之外的信號(hào)。根據(jù)歐洲機(jī)器視覺(jué)協(xié)會(huì)(EMVA)的EMVA1288標(biāo)準(zhǔn)中定義的相機(jī)中的噪聲，總體上分為兩類(lèi)：一類(lèi)是由有效信號(hào)帶來(lái)的散粒噪聲，這種噪聲對(duì)任何相機(jī)都是相同的，不可避免；另一類(lèi)是相機(jī)本身固有的與信號(hào)無(wú)關(guān)的噪聲，它是由于圖像傳感器讀出電路、相機(jī)信號(hào)處理與放大電路等帶來(lái)的噪聲，每臺(tái)相機(jī)的固有噪聲都不一樣。

相機(jī)的信噪比定義為圖像中信號(hào)與噪聲的比值（有效信號(hào)平均灰度值與噪聲均方根的比值），其中信號(hào)可以由光強(qiáng)乘以量子效率乘以積分時(shí)間來(lái)計(jì)算，而噪聲則指成像過(guò)程中所有部分所產(chǎn)生噪聲的總和；信噪比越大，則表示混在信號(hào)里的雜波越少，圖像質(zhì)量越高，畫(huà)面越干凈，看不到噪波干擾（表現(xiàn)為“顆?！焙汀把┗ā保蝗粜旁氡仍叫?，則畫(huà)面上可能呈現(xiàn)較多的“顆?！焙汀把┗ā?，影響圖像畫(huà)面質(zhì)量。

七、曝光時(shí)間

曝光時(shí)間是為了將光投射到照相感光材料的感光面上，快門(mén)所要打開(kāi)的時(shí)間；視感光材料的感光度和對(duì)感光面上的照度而定；曝光時(shí)間長(zhǎng)，進(jìn)光量就越大，適合光線(xiàn)條件較差的情況；曝光時(shí)間短則適合光線(xiàn)比較好的情況。

八、相機(jī)接口

工業(yè)相機(jī)通常有三個(gè)基礎(chǔ)的接口，電源接口、數(shù)據(jù)接口與鏡頭接口。

電源接口，顧名思義，用以相機(jī)電源輸入接口。數(shù)據(jù)接口，按照接口標(biāo)準(zhǔn)不同，工業(yè)相機(jī)常用的數(shù)據(jù)接口有GigE、Camera Link、USB3.0、CoaXPress等類(lèi)型。鏡頭接口，工業(yè)相機(jī)鏡頭接口種類(lèi)很多，常用的一般有C接口、CS接口、F接口、M42接口、M72接口等。