機器視覺-工業(yè)相機篇

靜態(tài)，速度多少等，才能根據(jù)這些參數(shù)選擇合理的相機(一般來說，動態(tài)就要考慮全局相機)

4.相機常見參數(shù)

想要了解相機常見參數(shù)，最直接的方法就是看下各選型手冊就知道都有哪些重要參數(shù)，以此比較學習相機各個參數(shù)（以500萬卷簾相機為例）：

海康威視MV-CE050-30GM參數(shù)：

大華相機A3504MG100參數(shù)：

（其它品牌相機請參照官方選型手冊，一般都有自己的命名規(guī)則來方便記憶和區(qū)分，不在一一列舉）

①相機—像元（也有稱做像素）：是成像于相機芯片的圖像的最小組成單位。將圖像放大，每一小格表示一個像元，其中每一個像元對應一個灰度值。以500萬像素的相機為例，滿屏有2592*1944個像素,成像于1/2.5英寸大小的CMOS芯片。

②分辨率（Resolution） ：相機每次采集圖像的像元點數(shù)（Pixels）。對于工業(yè)數(shù)字相機一般是直接與光電傳感器的像元數(shù)對應的，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。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，如：2592（H）x 1944(V)，前面的數(shù)字表示每行的像元數(shù)量，即共有2592個像元，后面的數(shù)字表示像元的行數(shù)，即1944行。對于工業(yè)數(shù)字模擬相機則是取決于視頻制式，PAL制為768*576，NTSC制為640*480。

③像元深度（Pixel Depth） ：即每像素數(shù)據(jù)的位數(shù)。對于黑白相機來說，像元深度定義灰度由暗到亮的灰階數(shù)，一般常用的是8Bit（輸出圖像灰度等級2的8次方，即0~255共256級），對于工業(yè)數(shù)字數(shù)字相機一般還會有10Bit、12Bit等。

④最大幀率（Frame Rate）/行頻（Line Rate） ：相機采集傳輸圖像的速率，對于面陣相機一般為每秒采集的幀數(shù)單位fps（Frames/Sec.），如30fps,表示相機在1秒鐘內(nèi)最多能采集30幀圖像；對于線陣相機機，通常用行頻表示，即為每秒采集的行數(shù)（Hz），單位KHz,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)。

⑤曝光方式（Exposure）和快門速度（Shutter） ：CCD/CMOS相機多數(shù)采用電子快門，通過電信號脈沖的寬度來控制傳感器的光積分（曝光）時間。對于一般性能的的相機快門速度可以達到1/10000-1/100000秒。

對于工業(yè)線陣相機都是逐行曝光的方式，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，也可以設(shè)定一個固定的時間；面陣相機有幀曝光、場曝光和滾動行曝光等幾種常見方式，工業(yè)數(shù)字相機一般都提供外觸發(fā)采圖的功能。快門速度一般可到10微秒，高速相機還可以更快。

⑥像元尺寸（Pixel Size） ：像元尺寸是相機芯片上每個像元的實際物理尺寸。像元大小和像元數(shù)（分辨率）共同決定了相機靶面尺寸的大小。目前工業(yè)數(shù)字相機像元尺寸一般為2.2μm-10μm，一般像元尺寸越小，制造難度越大，圖像質(zhì)量也越不容易提高。

⑦靶面尺寸（Sensor Size）：圖像傳感器的感光部分的大小。面陣相機靶面尺寸的大小表示與顯示器等標準類似，以芯片對角線長度來度量，單位以“吋”表示，符號為“””，1吋為16mm（注意：業(yè)界通用的規(guī)范就是 1英吋 CCD尺寸= 長 12.8mm × 寬 9.6mm = 對角線為 16mm 之對應面積，而非光導攝像管直徑25.4mm）；線陣相機以芯片的橫向長度來度量。工業(yè)上，一般面陣相機常用靶面尺寸如下表，實際尺寸略有差異。在像素不變的情況下，相機靶面尺寸越大，噪點控制能力越強，因為單個感光元件之間的間距越大，相互之間的信號干擾越小。

知道分辨率（像元數(shù)）和像元尺寸，可以近似計算出來其靶面尺寸。比如：500萬相機靶面尺寸1/2.5”，分辨率2592（H）x 1944(V)，像元尺寸2.2 x2.2um，其靶面尺寸：2592 x2.2/1000≈5.7mm，1944 x2.2/1000≈4.3mm，即5.7 x4.3mm。

相機靶面尺寸與鏡頭匹配的技巧：在選用相機與鏡頭時，遵循“鏡頭最大兼容CCD尺寸≥相機靶面尺寸”的原則。

⑧光譜響應特性（Spectral Range） ：是指該像元傳感器對不同光波的敏感特性，一般響應范圍是350nm－1000nm，一些相機在靶面前加了一個濾鏡，濾除紅外光線，如果系統(tǒng)需要對紅外感光時可去掉該濾鏡。

⑨數(shù)據(jù)傳輸接口：

⑩相機光學接口：即相機與鏡頭的連接方式，業(yè)內(nèi)常用的幾種接口，如C口，CS口，F(xiàn)口，V口等。前面兩種的接口都是螺紋口，后面兩種都是卡口。

?精度：圖像中每個像素代表的實際物體的尺寸。圖像單位（像素）和實際物理單位（mm）之間的對應關(guān)系，即視覺系統(tǒng)所能達到的理論精度，計算公式為：

例如：視場水平方向長度是25mm，相機水平分辨率是2592像素，所以視覺系統(tǒng)理論精度為25mm/2592像素≈0.01mm/像素，表示圖像中每個像素對應0.01mm。

在選擇相機時，尤其是用視覺進行測量時，為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，通常需要視覺系統(tǒng)的理論精度高于要求的實際精度（注意：精度數(shù)值越小，要求越高）。