了解：工业相机之常见参数｜视觉硬件篇

liukai · 发表于 2023-5-9 14:34:38

　　了解工业相机的相关参数能够帮助我们更好的理解相机功能，进而帮助我们完成对相机的选型工作。所谓外行看热闹，内行看门道，工业相机的门道就从其参数开始。供应链公司https://www.sf-dsc.com/Allied Vision主要产品有：短波红外相机，面阵相机，近红外相机，高速相机，工业相机，嵌入式视觉，嵌入式相机，医疗相机等，为工业检测、医学和科学成像、交通监控以及更多数字成像应用领域提供相机技术和成像解决方案。

　　1 分辨率

　　相机的传感器sensor是有许多像素点按照矩阵的形式排列而成，分辨率就是以水平方向和垂直方向的像素来表示的。分辨率越高，成像后的图像像素数就越高，图像就越清晰。常用的工业面阵相机分辨率有130万、200万、500万等；对于线阵相机而言，分辨率就是传感器水平方向上的像素数，常见有1K、2K、6K等。

　　在相机分辨率的选型上，要根据我们的项目需求而定，并不一定是分辨率越高就越好，分辨率高带来的图像数据量就大，后期的算法处理复杂度就高，而且一般分辨率大的相机，帧率一般都不会太高。

　　2 传感器尺寸

　　传感器尺寸是以有效面积（宽x高）或以对角线大小（英寸）来表示的，常见的传感器尺寸如下：

　　传感器尺寸越大，一定程度上表示相机可容纳像素个数越多，成像的画幅越大。

　　3 像元尺寸

　　像元尺寸就是每个像素的面积。单个像素面积小，单位面积内的像素数量多，相机的分辨率增加，利于对细小缺陷的检测和增大检测视场。随着像素面积的缩小，满阱能力（每个像素能够储存的电荷数量）也随之减小，造成相机动态范围的降低。

　　4 像素深度

　　像素深度是指每个像素用多少比特位表示。通常，每个像素的比特位数多，表达图像细节的能力强，这个像素的颜色值更加丰富、分的更细，颜色深度就更深。一般像素深度有1位、8位、16位、24位和32位。

　　1位像素深度就是有二进制来表示，也叫单色显示。

　　8位像素深度是最常见的，用8个二进制位来表示颜色，能表示256种颜色，这种就是常说的灰度显示。

　　16位是用16个二进制位来表示，能表示65536种颜色，这时就可以彩色显示啦。

　　24位和31位则表达的颜色信息就会更加的丰富。

　　5 动态范围

　　动态范围是用来描述每个像素能够分辨出的灰度等级。它是饱和电压（最大的输出电平）相机输出的噪声之比。宽动态范围能够使场景中非常亮和非常昏暗部分的细节同时被清晰的显示。一般来说，低动态范围的相机噪声比较多，照片会缺失亮部细节和暗部细节。

　　6 最大帧率

　　最大帧率表示的是面阵工业相机每秒能够采集并输出的最大帧数，这往往和传感器芯片和数据输出接口带宽有关。根据项目需求，对于拍摄运动物体，建议选取高帧率相机，具体帧率数要根据拍摄精度来确定。

　　7 曝光方式

　　工业相机常见的曝光方式有帧曝光（globalshutter）和行曝光（rollingshutter）。

　　帧曝光是指传感器阵列中所有像素同时曝光，曝光周期由预先设定的快门时间确定。这种曝光方式的相机适合拍摄运动物体，图像不会偏移，不会失真。

　　行曝光是指同一行上的像素同时曝光，不同行的曝光起始时间不同，每行的曝光时间是相同的，行间的延迟不变。这种曝光方式的相机适用于拍摄静止的物体，拍摄运动物体，图像会偏移。

　　8 曝光时间

　　传感器将光信号转换为电信号形成一帧图像，每个像元接受光信号的过程叫曝光，所花费的时间叫曝光时间，也叫快门速度。

　　9 采集模式

　　采集模式分为了连续采集、外触发采集和软触发采集三种。

　　连续采集指相机进行连续曝光，输出实时图像。

　　外触发采集是指当相机处于外触发模式后，相机处于待机模式，不曝光，只有当相机通过I/O口接收到相机规定的单个脉冲（方波）信号后，传感器曝光一次，部分相机支持信号的上升沿、下降沿和高低电平的触发。

　　软触发是指当相机处于外触发模式后，相机处于待机模式，不曝光，只有当相机软件发出指令后，传感器曝光一次。

　　10 增益

　　工业相机通常具有一个对传感器的信号进行放大的视频放大器，其放大倍数称为增益。增益越大，噪声就会变大，一般情况不建议增大增益值。

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