認識工業(yè)相機的參數(shù)表,明白選擇相機不是分辨率越高越好
工業(yè)相機是機器視覺系統(tǒng)中的核心器件之一,在為一項應(yīng)用選擇相機前,很多人不知道怎么看工業(yè)相機的參數(shù)表,這就導(dǎo)致不知道如何選出最適合應(yīng)用的工業(yè)相機,實現(xiàn)性價比最優(yōu)化。想要充分了解相機的各項參數(shù)指標, 就要看懂參數(shù)。下面重點認識工業(yè)相機參數(shù)表中幾項主要的參數(shù)含義。
一、分辨率
分辨率是相機最基本的參數(shù),由相機所采用的芯片分辨率決定,在采集圖像時,相機的分辨率對檢測精度有很大的影響,在對同樣大的視場(景物范圍)成像時,分辨率越高,對細節(jié)的展示越明顯。
常用的工業(yè)面陣相機分辨率有500萬、1200萬、6500萬等。對于線陣相機而言,分辨率就是傳感器水平方向上的像素數(shù),常見有2K、4K、8K、16K等。注意:選擇相機不一定是分辨率越高就越好,分辨率高帶來的圖像數(shù)據(jù)量就大,后期的算法處理就越復(fù)雜。
二、幀率/行頻
工業(yè)相機的最大幀率/行頻表示單位時間內(nèi)相機采集圖像的速率。通常幀率是相對于面陣工業(yè)相機來說的,單位是fps,如181fps,即相機每秒內(nèi)最多可采集181幀圖像。行頻是相對于線陣工業(yè)相機來說的,單位是kHz,如80kHz,即相機每秒內(nèi)最多可采集80000行圖像數(shù)據(jù)。
三、像元尺寸
像元即影像單元,是組成數(shù)字化影像的最小單元。像元尺寸和像元數(shù)(分辨率)共同決定了相機靶面的大小,通常工業(yè)相機像元尺寸為2μm~14μm。像元尺寸從某種程度上反映了芯片的對光的響應(yīng)能力,一般情況下,像元尺寸越大,能夠接收到的光子數(shù)量越多,在同樣的光照條件和曝光時間內(nèi)產(chǎn)生的電荷數(shù)量越多。
四、像素深度
像素深度是指每位像素數(shù)據(jù)的位數(shù),通常用多少比特位表示。一般,每個像素的比特位數(shù)多,表達圖像細節(jié)的能力強,這個像素的灰階值更加豐富、分得更細,像素的灰階深度就更深,但同時數(shù)據(jù)量也越大,影響系統(tǒng)的圖像處理速度,因此也需慎重選擇。
常見的是8bit、10bit、12bit。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,則整張圖有2560×2048×8/8/1024/1024=5MB。
五、靈敏度
靈敏度是芯片的重要參數(shù)之一,它具有兩種物理意義。一種指光器件的光電轉(zhuǎn)換能力,與響應(yīng)率的意義相同。即芯片的靈敏度指在一定光譜范圍內(nèi),單位曝光量的輸出信號電壓(電流),單位可以為納安/勒克斯nA/Lux、伏/瓦(V/W)、伏/勒克斯(V/Lux)、伏/流明(V/lm)。另一種是指器件所能傳感的對地輻射功率(或照度),與探測率的意義相同。單位可用瓦(W)或勒克斯(Lux)表示。
六、信噪比
工業(yè)相機的噪聲是指成像過程中不希望被采集到的,實際成像目標之外的信號。根據(jù)歐洲機器視覺協(xié)會(EMVA)的EMVA1288標準中定義的相機中的噪聲,總體上分為兩類:一類是由有效信號帶來的散粒噪聲,這種噪聲對任何相機都是相同的,不可避免;另一類是相機本身固有的與信號無關(guān)的噪聲,它是由于圖像傳感器讀出電路、相機信號處理與放大電路等帶來的噪聲,每臺相機的固有噪聲都不一樣。
相機的信噪比定義為圖像中信號與噪聲的比值(有效信號平均灰度值與噪聲均方根的比值),其中信號可以由光強乘以量子效率乘以積分時間來計算,而噪聲則指成像過程中所有部分所產(chǎn)生噪聲的總和;信噪比越大,則表示混在信號里的雜波越少,圖像質(zhì)量越高,畫面越干凈,看不到噪波干擾(表現(xiàn)為“顆粒”和“雪花”);若信噪比越小,則畫面上可能呈現(xiàn)較多的“顆粒”和“雪花”,影響圖像畫面質(zhì)量。
七、曝光時間
曝光時間是為了將光投射到照相感光材料的感光面上,快門所要打開的時間;視感光材料的感光度和對感光面上的照度而定;曝光時間長,進光量就越大,適合光線條件較差的情況;曝光時間短則適合光線比較好的情況。
八、相機接口
工業(yè)相機通常有三個基礎(chǔ)的接口,電源接口、數(shù)據(jù)接口與鏡頭接口。
電源接口,顧名思義,用以相機電源輸入接口。數(shù)據(jù)接口,按照接口標準不同,工業(yè)相機常用的數(shù)據(jù)接口有GigE、Camera Link、USB3.0、CoaXPress等類型。鏡頭接口,工業(yè)相機鏡頭接口種類很多,常用的一般有C接口、CS接口、F接口、M42接口、M72接口等。
