相機(jī)的主要特性參數(shù)

選擇合適的相機(jī)也是機(jī)器視覺系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，相機(jī)不僅直接決定所采集到的圖像分辨率、圖像質(zhì)量等，同時(shí)也與整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行模式相關(guān)。而選擇合適的相機(jī)就需要深入了解相機(jī)的特性參數(shù)，進(jìn)而選擇能滿足需求的相機(jī)。通常來說，相機(jī)的主要特性參數(shù)有：

① 分辨率(Resolution)：分辨率是相機(jī)最為重要的性能參數(shù)之一，主要用于衡量相機(jī)對(duì)物象中明暗細(xì)節(jié)的分辨能力。相機(jī)每次采集圖像的像素點(diǎn)數(shù)(Pixels)，對(duì)于數(shù)字相機(jī)而言一般是直接與光電傳感器的像元數(shù)對(duì)應(yīng)的，對(duì)于模擬相機(jī)而言則是取決于視頻制式，如：PAL制為768×576，NTSC制為640×480。

相機(jī)分辨率的高低，取決于相機(jī)中CCD芯片上的像素的多少，通過把更多的像素緊密地排放在一起，就可以得到更好的圖像細(xì)節(jié)，有多少個(gè)像素排放在一起是由分辨率決定的。因此分辨率的度量是每英寸點(diǎn)(Dot Per Inch)DPI來表示的，它控制著圖像的每2.54厘米(1英寸)中含有多少點(diǎn)的數(shù)量。如果一個(gè)圖像的分辨率是600DPI，那么相對(duì)于一個(gè)300像素的圖像，在2.54厘米邊長(zhǎng)的面積中它含有4倍的像素。

就同類相機(jī)而言，分辨率越高，相機(jī)的檔次越高。但并非分辨率越高越好，這需要仔細(xì)權(quán)衡得失。因?yàn)閳D像的分辨率越高，生成的圖像的文件越大，這還沒考慮到掃描圖像本身的真實(shí)大小，對(duì)加工和處理的計(jì)算機(jī)的速度，內(nèi)存和硬盤的容量以及相應(yīng)的軟件要求也就越高。

總之，僅僅依靠百萬像素的高分辨率還不能保證最佳的畫質(zhì)。畫質(zhì)與效能高級(jí)的鏡頭性能、自動(dòng)曝光性能、自動(dòng)對(duì)焦性能等多種因素密切相關(guān)。

② 最大幀率(Frame Rate)/行頻(Line Rate)：相機(jī)采集傳輸圖像的速率，對(duì)于面陣相機(jī)一般為每秒采集的幀數(shù)(Frames/Sec.)，對(duì)于線陣相機(jī)為每秒采集的行數(shù)(Hz)。通常一個(gè)系統(tǒng)要根據(jù)被測(cè)物的運(yùn)動(dòng)速度、大小，視場(chǎng)的大小，測(cè)量精度計(jì)算而得出需要什么速度的相機(jī)。

③ 曝光方式(Exposure)和快門速度(Shutter)：對(duì)于線陣相機(jī)都是逐行曝光的方式，可以選擇固定行頻和外觸發(fā)同步的采集方式，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(chǎng)曝光和滾動(dòng)行曝光等幾種常見方式，數(shù)字相機(jī)一般都提供外觸發(fā)采圖的功能?？扉T速度一般可到10μs，高速相機(jī)還可以更快。

④ 像素深度(Pixel Depth)：即每一個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)的位數(shù)，一般常用的是8Bit，對(duì)于數(shù)字相機(jī)一般還會(huì)有10Bit、12Bit等。

⑤ 固定圖像噪聲(Fixed Pattern Noise)：固定圖像噪聲是指不隨像素點(diǎn)的空間坐標(biāo)改變的噪聲，其中主要的是暗電流噪聲。暗電流噪聲是由于光電二極管的轉(zhuǎn)移柵的不一致性而產(chǎn)生不一致的電流偏置，從而引起噪聲。由于固定圖像噪聲對(duì)每幅圖像都是一樣的，可采用非均勻性校正電路或采用軟件方法進(jìn)行校正。

⑥ 動(dòng)態(tài)范圍：相機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍表明相機(jī)探測(cè)光信號(hào)的范圍，動(dòng)態(tài)范圍可用兩種方法界定，一種是光學(xué)動(dòng)態(tài)范圍，值飽和時(shí)最大光強(qiáng)與等價(jià)于噪聲輸出的光強(qiáng)度的比值，由芯片特性決定。另一種是電子動(dòng)態(tài)范圍，它指飽和電壓和噪聲電壓之間的比值。對(duì)于固定相機(jī)其動(dòng)態(tài)范圍是一個(gè)定值，不隨外界條件而變化。

⑦ 光學(xué)接口：光學(xué)接口是指相機(jī)與鏡頭之間的接口，常用的鏡頭接口有C口、CS口和F口。鏡頭安裝及后截距的信息如下：

⑧ 光譜回應(yīng)特性(Spectral Range)：是指該像元傳感器對(duì)不同光波的敏感特性，一般響應(yīng)范圍是350～1000nm，一些相機(jī)在靶面前加了一個(gè)濾鏡，濾除紅外光線，如果系統(tǒng)需要對(duì)紅外感光時(shí)可以去掉該濾鏡。

通過以上對(duì)相機(jī)參數(shù)的整理分析，相信大家在選擇相機(jī)上會(huì)有一定的見解和幫助。在工業(yè)機(jī)器視覺檢測(cè)，Pin針檢測(cè)統(tǒng)等方面，選擇一個(gè)精準(zhǔn)高精度高質(zhì)量合適的相機(jī)對(duì)檢測(cè)要求是很重要的。