線陣相機調幀率 工業相機常見引數

2021-10-12 20:34:53 字數 1945 閱讀 4328

了解工業相機的相關引數能夠幫助我們更好的理解相機功能,進而幫助我們完成對相機的選型工作。所謂外行看熱鬧,內行看門道,工業相機的門道就從其引數開始。

相機的感測器sensor是有許多畫素點按照矩陣的形式排列而成,解析度就是以水平方向和垂直方向的畫素來表示的。解析度越高,成像後的影象畫素數就越高,影象就越清晰。常用的工業面陣相機解析度有130萬、200萬、500萬等;對於線陣相機而言,解析度就是感測器水平方向上的畫素數,常見有1k、2k、6k等。

在相機解析度的選型上,要根據我們的專案需求而定,並不一定是解析度越高就越好,解析度高帶來的影象資料量就大,後期的演算法處理複雜度就高,而且一般解析度大的相機,幀率一般都不會太高。

感測器尺寸是以有效面積(寬x高)或以對角線大小(英吋)來表示的,常見的感測器尺寸如下:

感測器尺寸越大,一定程度上表示相機可容納畫素個數越多,成像的畫幅越大。

像元尺寸就是每個畫素的面積。單個畫素面積小,單位面積內的畫素數量多,相機的解析度增加,利於對細小缺陷的檢測和增大檢測視場。隨著畫素面積的縮小,滿阱能力(每個畫素能夠儲存的電荷數量)也隨之減小,造成相機動態範圍的降低。

畫素深度是指每個畫素用多少位元位表示。通常,每個畫素的位元位數多,表達影象細節的能力強,這個畫素的顏色值更加豐富、分的更細,顏色深度就更深。一般畫素深度有1位、8位、16位、24位和32位。

1位畫素深度就是有二進位制來表示,也叫單色顯示。

8位畫素深度是最常見的,用8個二進位制位來表示顏色,能表示256種顏色,這種就是常說的灰度顯示。

16位是用16個二進位制位來表示,能表示65536種顏色,這時就可以彩色顯示啦。

24位和31位則表達的顏色資訊就會更加的豐富。

動態範圍是用來描述每個畫素能夠分辨出的灰度等級。它是飽和電壓(最大的輸出電平)相機輸出的雜訊之比。寬動態範圍能夠使場景中非常亮和非常昏暗部分的細節同時被清晰的顯示。一般來說,低動態範圍的相機雜訊比較多,**會缺失亮部細節和暗部細節。

最大幀率表示的是面陣工業相機每秒能夠採集並輸出的最大幀數,這往往和感測器晶元和資料輸出介面頻寬有關。根據專案需求,對於拍攝運動物體,建議選取高幀率相機,具體幀率數要根據拍攝精度來確定。

工業相機常見的**方式有幀**(global shutter)和行**(rolling shutter)。

幀**是指感測器陣列中所有畫素同時**,**週期由預先設定的快門時間確定。這種**方式的相機適合拍攝運動物體,影象不會偏移,不會失真。

行**是指同一行上的畫素同時**,不同行的**起始時間不同,每行的**時間是相同的,行間的延遲不變。這種**方式的相機適用於拍攝靜止的物體,拍攝運動物體,影象會偏移。

感測器將光訊號轉換為電訊號形成一幀影象,每個像元接受光訊號的過程叫**,所花費的時間叫**時間,也叫快門速度。

採集模式分為了連續採集、外觸發採集和軟觸發採集三種。

連續採集指相機進行連續**,輸出實時影象。

外觸發採集是指當相機處於外觸發模式後,相機處於待機模式,不**,只有當相機通過i/o口接收到相機規定的單個脈衝(方波)訊號後,感測器**一次,部分相機支援訊號的上公升沿、下降沿和高低電平的觸發。

軟觸發是指當相機處於外觸發模式後,相機處於待機模式,不**,只有當相機軟體發出指令後,感測器**一次。

光譜響應特性是指影象感測器對不同光波的敏感特性,變現了感測器的量子效率qe。

工業相機按輸出影象訊號格式劃分為模擬相機與數字相機。早期的工業相機多採用pal/ ntsc/ ccir/ eia-170等標準模擬輸出,也有採用非標準模擬輸出的產品,隨著gige/ieee 1394/usb 2.0/ usb 3.0/ camera link/ cameralink hs/ coaxpress等數字接**術的發展和普及,越來越多的工業數字相機取代傳統的模擬相機出現在各種機器視覺系統中。

數字相機的訊號受雜訊干擾較少,因此數字相機的動態範圍很高,影象質量更好;而模擬相機採集到的是模擬訊號,要經過數字採集卡轉換為數碼訊號,受雜訊影響較大,解析度低,且幀率一般固定。

模擬相機工作流程圖如下:

數字相機工作流程圖如下:

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