一文看懂机器视觉工业相机与普通相机的区别-阿里云开发者社区

开发者社区> 人工智能> 正文

一文看懂机器视觉工业相机与普通相机的区别

简介:

工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件,其最本质的功能就是将光信号转变成为有序的电信号。选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节,相机的不仅是直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等,同时也与整个系统的运行模式直接相关。

arm方案相机.jpg

CCD 是60年代末期由贝尔试验室发明。开始作为一种新型的PC存储电路,很快 CCD具有许多其他潜在的应用,包括信号和图像(硅的光敏性)处理。

  CCD 是在薄的硅晶片上处理一系列不同的功能,在每一个硅晶片上分布几个相同的IC等可产生功能的元件,被选择的IC从硅晶片上切下包装在载体里用在系统上。总结下来,CCD 主要有以下几种类型:

  1、面阵CCD工业相机:

   允许拍摄者在任何快门速度下一次曝光拍摄移动物体。

  2、线阵CCD工业相机:

   用一排像素扫描过图片,做三次曝光——分别对应于红、绿、蓝三色滤镜,正如名称所表示的,线性传感器是捕捉一维图像。初期应用于广告界拍摄静态图像,线性阵列,处理高分辨率的图像时,受局限于非移动的连续光照的物体。

  3、三线传感器CCD工业相机:

   在三线传感器中,三排并行的像素分别覆盖 RGB滤镜,当捕捉彩色图片时,完整的彩色图片由多排的像素来组合成。三线CCD传感器多用于高端数码相机,以产生高的分辨率和光谱色阶。

  4、交织传输CCD工业相机:

   这种传感器利用单独的阵列摄取图像和电量转化,允许在拍摄下一图像时在读取当前图像。交织传输CCD通常用于低端数码相机、摄像机和拍摄动画的广播拍摄机。

  5、全幅面CCD工业相机:

   此种CCD 具有更多电量处理能力,更好动态范围,低噪音和传输光学分辨率,全幅面CCD 允许即时拍摄全彩图片。全幅面 CCD由并行浮点寄存器、串行浮点寄存器和信号输出放大器组成。全幅面CCD 曝光是由机械快门或闸门控制去保存图像,并行寄存器用于测光和读取测光值。图像投摄到作投影幕的并行阵列上。此元件接收图像信息并把它分成离散的由数目决定量化的元素。这些信息流就会由并行寄存器流向串行寄存器。此过程反复执行,直到所有的信息传输完毕。接着,系统进行精确的图像重组。

主要参数

  1. 分辨率(Resolution):相机每次采集图像的像素点数(Pixels),对于数字工业相机机一般是直接与光电传感器的像元数对应的,对于模拟相机机则是取决于视频制式,PAL制为768576,NTSC制为640480。

  2. 像素深度(Pixel Depth):即每像素数据的位数,一般常用的是8Bit,对于数字工业相机机一般还会有10Bit、12Bit等。

  3. 最大帧率(Frame Rate)/行频(Line Rate):相机机采集传输图像的速率,对于面阵相机机一般为每秒采集的帧数(Frames/Sec.),对于线阵相机机为每秒采集的行数(Hz)。

  4. 曝光方式(Exposure)和快门速度(Shutter):对于线阵相机机都是逐行曝光的方式,可以选择固定行频和外触发同步的采集方式,曝光时间可以与行周期一致,也可以设定一个固定的时间;面阵工业相机有帧曝光、场曝光和滚动行曝光等几种常见方式,数字工业相机机一般都提供外触发采图的功能。快门速度一般可到10微秒,高速工业相机还可以更快。

  5. 像元尺寸(Pixel Size):像元大小和像元数(分辨率)共同决定了相机机靶面的大小。目前数字工业相机像元尺寸一般为3μm-10μm,一般像元尺寸越小,制造难度越大,图像质量也越不容易提高。

   6. 光谱响应特性(Spectral Range):是指该像元传感器对不同光波的敏感特性,一般响应范围是350nm-1000nm,一些相机机在靶面前加了一个滤镜,滤除红外光线,如果系统需要对红外感光时可去掉该滤镜。
   工业相机与普通相机(DSC)的区别大致如下:

   1、工业相机的性能稳定可靠易于安装,相机结构紧凑结实不易损坏,连续工作时间长,可在较差的环境下使用,一般的数码相机是做不到这些的。例如:让民用数码相机一天工作24小时或连续工作几天肯定会受不了的。

   2、工业相机的快门时间非常短,可以抓拍高速运动的物体。

例如,把名片贴在电风扇扇叶上,以最大速度旋转,设置合适的快门时间,用工业相机抓拍一张图像,仍能够清晰辨别名片上的字体。用普通的相机来抓拍,是不可能达到同样效果的。

   3、工业相机的图像传感器是逐行扫描的,而普通的相机的图像传感器是隔行扫描的, 逐行扫描的图像传感器生产工艺比较复杂,成品率低,出货量少,世界上只有少数公司能够提供这类产品,例如Dalsa、Sony,而且价格昂贵。

   4、工业相机的帧率远远高于普通相机。

工业相机每秒可以拍摄十幅到几百幅图片,而普通相机只能拍摄2-3幅图像,相差较大。

   5、工业相机输出的是裸数据(raw data),其光谱范围也往往比较宽,比较适合进行高质量的图像处理算法,例如朗锐智科(www.lrist.com)机器视觉(Machine Vision)应用。而普通相机拍摄的图片,其光谱范围只适合人眼视觉,并且经过了mjpeg压缩,图像质量较差,不利于分析处理。

   6、工业相机(Industrial Camera)相对普通相机(DSC)来说价格较贵。

版权声明:本文首发在云栖社区,遵循云栖社区版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,版权归用户作者所有,云栖社区不为本文内容承担相关法律责任。云栖社区已升级为阿里云开发者社区。如果您发现本文中有涉嫌抄袭的内容,欢迎发送邮件至:developer2020@service.aliyun.com 进行举报,并提供相关证据,一经查实,阿里云开发者社区将协助删除涉嫌侵权内容。

分享:
人工智能
使用钉钉扫一扫加入圈子
+ 订阅

了解行业+人工智能最先进的技术和实践,参与行业+人工智能实践项目

其他文章