工業(yè)相機(jī)基本參數(shù)：

01分辨率
相機(jī)每次采集圖像的像素點(diǎn)數(shù)，一般對應(yīng)于光電傳感器靶面排列的像元數(shù)，如1920*1080。分辨率決定了位圖圖像細(xì)節(jié)的精細(xì)程度。通常情況下，圖像的分辨率越高，所包含的像素就越多，圖像就越清晰。同時(shí)，也會(huì)增加文件占用的存儲(chǔ)空間。

02像素深度

像素深度是指存儲(chǔ)每個(gè)像素所用的位數(shù)，常見的是8bit，10bit，12bit。像素深度決定彩色圖像的每個(gè)像素可能有的顏色數(shù)，或者確定灰度圖像的每個(gè)像素可能有的灰度級數(shù)。像素位數(shù)越多，它能表達(dá)的顏色數(shù)目就越多，深度就越深。

分辨率和像素深度共同決定了圖像的大小。例如對于像素深度為8bit的500萬像素圖像，則整張圖片應(yīng)該有500萬*8/1024/1024=38M（1024Byte=1KB，1024KB=1M）。增加像素深度可以增強(qiáng)測量的精度，但同時(shí)也降低了系統(tǒng)的速度，并且提高了系統(tǒng)集成的難度（線纜增加，尺寸變大等）。

03最大幀率/行頻

即相機(jī)采集傳輸圖像的速率，對于面陣相機(jī)一般為每秒采集的幀數(shù)（Frames/Sec），對于線陣相機(jī)為每秒采集的行數(shù)（HZ）。

04曝光方式和快門速度

工業(yè)線陣相機(jī)都是逐行曝光的方式，可以選擇固定行頻和外觸發(fā)同步的方式，曝光時(shí)間可以與行周期一致，也可以設(shè)定一個(gè)固定的時(shí)間；面陣相機(jī)有幀曝光、場曝光和滾動(dòng)曝光幾種常見方式，工業(yè)相機(jī)一般都提供外觸發(fā)采圖的功能，快門速度一般可到10ms，高速相機(jī)還會(huì)更快。

05像元尺寸

即一個(gè)像元的大小。像元大小和像元數(shù)（分辨率）共同決定了相機(jī)靶面的大小。目前工業(yè)相機(jī)像元尺寸一般為3μm~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。

06光譜響應(yīng)特性

是指該像元傳感器對不同光波的敏感特性，一般響應(yīng)范圍為350nm~1000nm，一些相機(jī)在靶面前加一個(gè)濾鏡，濾除紅外線，如果系統(tǒng)需要對紅外感光時(shí)可去掉該濾鏡。

07工業(yè)相機(jī)噪聲

工業(yè)相機(jī)的噪聲是指成像過程中不希望被采集到的，實(shí)際成像目標(biāo)之外的信號(hào)?？傮w上分為兩類，一類是由有效信號(hào)帶來的散粒噪聲，這種噪聲對任何相機(jī)都存在；另一類是相機(jī)本身固有的與信號(hào)無關(guān)的噪聲。它是由于圖像傳感器讀出電路、相機(jī)信號(hào)處理與放大電路帶來的固有噪聲，每臺(tái)相機(jī)的固有噪聲都不一樣。

08信噪比

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），代表了圖像的質(zhì)量，圖像信噪比越高，相機(jī)性能和圖像質(zhì)量越好。

如何選擇合適的工業(yè)相機(jī)

01CCD Or CMOS

CCD相機(jī)是使用CCD（電荷耦合元件）將光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸?shù)南鄼C(jī)。CCD圖像傳感器多使用一個(gè)或少數(shù)的幾個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信號(hào)讀出，輸出圖像一致性高，噪聲較小，技術(shù)發(fā)展成熟。

CMOS相機(jī)是使用CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）將光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸?shù)南鄼C(jī)。CMOS相機(jī)在傳輸上是單個(gè)像素進(jìn)行傳輸，因此可以做到單個(gè)像素的信號(hào)放大，圖像掃描速率極高，但是也導(dǎo)致信號(hào)一致性有缺陷，噪聲大，數(shù)百萬的放大器排放造成了更大的固定噪聲。

對比

1. 分辨率：CMOS的每一個(gè)像素都比CCD繁雜，像素大小難以達(dá)到CCD水準(zhǔn)，因此同樣大小的CCD和CMOS傳感器，CCD的分辨率通常優(yōu)于CMOS。同樣大小情況下CCD屏幕分辨率高過CMOS。也就是說，顯像品質(zhì)優(yōu)于CMOS。

2. 輸出速度：CCD需要進(jìn)行逐個(gè)光敏輸出，速度較慢；CMOS多個(gè)控制器，傳輸速度快。

3. 噪音：CMOS中的每一個(gè)光感應(yīng)二極管都需要放大器，以百萬像素測算，必須數(shù)百萬個(gè)放大器，但放大器歸屬于數(shù)字集成電路，因而難以維持獲得的全部結(jié)論一致。CCD只要處理芯片邊沿有放大器。與CMOS對比，噪聲相對減少了許多，圖像質(zhì)量更高。

4. 靈敏度：CMOS信號(hào)要以點(diǎn)為單位的電荷信號(hào)，CCD要以行為單位的電流信號(hào)，載入信號(hào)時(shí)CMOS是點(diǎn)立即載入信號(hào)，CCD是行間接性載入信號(hào)，因而，假如像素大小相同，CMOS敏感度小于CCD。

5. 功耗：CCD輸出帶寬較寬，功耗也更大；CMOS單個(gè)輸出點(diǎn)的帶寬要求低，功耗會(huì)更小。同時(shí)CMOS只在電路接通時(shí)會(huì)耗電，CCD則會(huì)一直耗電。

6. 成本：CCD電路和器件是集成在半導(dǎo)體單晶材料上，制造工藝要求較高，在制作中的報(bào)損率比較高，因此生產(chǎn)成本高。CMOS集成在被稱作金屬氧化物的半導(dǎo)體材料上，這一工藝運(yùn)用比較廣泛，量產(chǎn)難度較小，因此生產(chǎn)成本相對低。

CCD在圖像質(zhì)量、屏幕分辨率、精確度、噪聲等層面優(yōu)于CMOS，但CMOS的特點(diǎn)是成本低、功耗低和高集成度?，F(xiàn)在CCD和CMOS技術(shù)飛速發(fā)展，差異將逐步降低。在對成像質(zhì)量要求更高的機(jī)器視覺領(lǐng)域目前使用更為普遍的還是CCD相機(jī)。但CMOS發(fā)展勢頭猛烈，高端CMOS相機(jī)目前的成像效果已經(jīng)逐漸追趕上CCD相機(jī)。

在進(jìn)行選擇時(shí)，要根據(jù)自己的需求，在成像效果、功耗、采購成本、可選用配件等方面進(jìn)行取舍。

02合適的分辨率

根據(jù)目標(biāo)的要求精度，反推出相機(jī)的像素精度。相機(jī)單方向分辨率=單方向視野范圍除以理論精度。

例如對視野大小為10*10mm的場合，要求精度為0.02mm/pixel，則方向上分辨率=10/0.02=500。然而考慮到相機(jī)邊緣視野的畸變以及系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求，一般不會(huì)只用一個(gè)像素單位對應(yīng)一個(gè)測量精度值，一般選擇倍數(shù)為4或者更高，這樣相機(jī)單方向分辨率為2000，相機(jī)的分辨率=2000*2000=400萬，所以選用500萬像素的相機(jī)即可滿足。

03足夠的相機(jī)幀率

當(dāng)被測物體有運(yùn)動(dòng)要求時(shí)，要選擇幀數(shù)較高的工業(yè)相機(jī)，一般來說分辨率越高，幀數(shù)越低。

04合適的鏡頭

選擇鏡頭的支持CCD尺寸要大于等于相機(jī)CCD傳感器芯片的尺寸，另外安裝座是C、CS或F型接口也要匹配，同時(shí)考慮鏡頭的工作距離，是否留有足夠空間等。

另外51camera官網(wǎng)的“產(chǎn)品選型助手”可自助進(jìn)行選型。通過選擇相機(jī)類型，輸入相應(yīng)數(shù)值，系統(tǒng)即可自動(dòng)計(jì)算出適合你的相機(jī)款型，簡單快捷。

審核編輯：湯梓紅