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以客戶為中心 以技術(shù)為核心
隨著工業(yè)4.0時代的到來，智能化變得越來越重要，工業(yè)相機對智能化的提升是有目共睹的，英萊科技主營業(yè)務(wù)從事激光視覺系統(tǒng)的研發(fā)及生產(chǎn)，項目中經(jīng)常涉及到工業(yè)相機，了解相關(guān)的參數(shù)是我們每一個工程師所必備的，現(xiàn)對工業(yè)相機鏡頭參數(shù)進行解釋說明（部分為普通相機概念），希望對從業(yè)人員及愛好者有所幫助。
工業(yè)相機相比于傳統(tǒng)的民用相機而言，具有高的圖像穩(wěn)定性、高傳輸能力和高抗干擾能力等。市面上工業(yè)相機大多是基于CCD（Charge Coupled Device）或CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）芯片的相機。
隨著生活質(zhì)量的提高，相近相機已經(jīng)逐漸走進了我們的日常生活，日?；顒?，外出旅游，我們都會考慮帶著相機出門，在介紹工業(yè)相機之前，讓我們先來看一下，工業(yè)相機去普通相機的區(qū)別有哪些：
● 工業(yè)相機的性能穩(wěn)定可靠易于安裝，相機結(jié)構(gòu)緊湊結(jié)實不易損壞，連續(xù)工作時間長，可在較差的環(huán)境下使用，一般的數(shù)碼相機是做不到這些的。
例如：讓民用數(shù)碼相機一天工作24小時或連續(xù)工作幾天肯定會受不了的。
● 工業(yè)相機的快門時間很短，可以抓拍高速運動的物體。
例如，把名片貼在電風(fēng)扇扇葉上，以高速度旋轉(zhuǎn)，設(shè)置合適的快門時間，用工業(yè)相機抓拍一張圖像，仍能夠清晰辨別名片上的字體。用普通的相機來抓拍，是不可能達到同樣效果的。
● 工業(yè)相機的圖像傳感器是逐行掃描的，而普通的相機的圖像傳感器是隔行掃描的。逐行掃描的圖像傳感器生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，成品率低，出貨量少，世界上只有少數(shù)公司能夠提供這類產(chǎn)品，例如安森美、索尼，而且價格昂貴。
● 工業(yè)相機的幀率遠遠高于普通相機。
工業(yè)相機每秒可以拍攝十幅到幾百幅圖片，而普通相機只能拍攝2-3幅圖像，相差較大。
● 工業(yè)相機輸出的是裸數(shù)據(jù)(raw data)，其光譜范圍也往往比較寬，比較適合進行高質(zhì)量的圖像處理算法，例如機器視覺(Machine Vision)應(yīng)用。而普通相機拍攝的圖片，其光譜范圍只適合人眼視覺，并且經(jīng)過了mjpeg壓縮，圖像質(zhì)量較差，不利于分析處理。
● 工業(yè)相機相對普通相機來說價格較貴。
● 基本的參數(shù)——像素數(shù)：指的是一款傳感器的大圖像素數(shù)。通常相機的像素排列是矩形的，可以認為像素是按照固定的間隔排列的小方格，填充整個相機成像平面。
● 多提及的參數(shù)——分辨率：單位面積上所包含的像素點個數(shù)。通常情況下圖像分辨率越高圖像越清晰。
● 重要的參數(shù)——曝光/快門速度：指將感光元件置于光照下多長時間。時間的長短直接導(dǎo)致成像的明暗。長，進光量多，圖像明亮，適用于光照較差的環(huán)境；短，進光量短，圖像暗，適用于光照充足的情況。
● 容易被忽視的參數(shù)——像素尺寸/靶面尺寸：像素和像素尺寸決定著靶面尺寸。目前工業(yè)數(shù)字相機像元尺寸一般為3um~10um，靶面尺寸一般為1/2寸、1/3寸等。在同等鏡頭的條件下，根據(jù)成像原理可知，像素尺寸和靶面尺寸越大的成像效果會更好。
● 應(yīng)該了解的參數(shù)——幀率：指的是一秒鐘內(nèi)可以采集多少幅圖像。一般CCD相機需要增加采集卡（模擬轉(zhuǎn)數(shù)字），受解析格式影響幀率較固定PAL 25幀NTSC 30幀。CMOS屬于數(shù)字相機，幀率一般可通過自身設(shè)定軟件等手段更改。目前較快幀率可達幾十萬幀。
● 你不一定知道的參數(shù)——像素深度：每個像素數(shù)據(jù)由多少位（bit）數(shù)，常見的有8bit,10bit,12bit。由于計算機存儲一般以8bit為倍數(shù)，千萬不要想當(dāng)然就是8bit喲！在圖像處理時，位數(shù)越多表示的范圍越大，對軟件可調(diào)整范圍也就越大，當(dāng)然隨之而來的就是內(nèi)存的增加和和存儲方式的復(fù)雜度增加。
● 一個重要的模式——HDR：可以自動拍清楚強光下弱光的細節(jié)。如果你還是不懂，可能聽過一句廣告：逆光也清晰。
接下來說一說一般情況下不需要你調(diào)整的，但確實很重要的參數(shù)或固有參數(shù)：
● 低照度：是衡量工業(yè)相機優(yōu)劣的一個重要參數(shù)，有時省掉“低”兩個字而直接簡稱照度。它指的是當(dāng)被攝景物的光亮度低到一定程度而使工業(yè)相機輸出的視頻信號電平低到某一規(guī)定值時的景物光亮度值。
● 噪聲：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。總體上分為兩類，一類是由有效信號帶來的散粒噪聲，這種噪聲對相機都存在；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帶來的固有噪聲，每臺相機的固有噪聲都不一樣。
● 信噪比：是指一個電子設(shè)備或者電子系統(tǒng)中信號與噪聲的比例，信號噪聲比值的10為底對數(shù)的20倍。CCD 工業(yè)相機的信噪比的典型值一般為 45---55dB。代表了圖像的質(zhì)量，圖像信噪比越高，相機性能和圖像質(zhì)量越好。
● 白平衡與黑平衡：白平衡是彩色工業(yè)相機的重要參數(shù)，它直接影響重現(xiàn)圖像的彩色效果，當(dāng)工業(yè)相機的白平衡設(shè)置不當(dāng)時，輸出圖像就會出現(xiàn)偏色現(xiàn)象，特別是會使原本不帶色彩的景物也著上了顏色。黑平衡也是彩色工業(yè)相機的一個重要參數(shù)，它是指工業(yè)相機在拍攝黑色景物或者蓋上鏡頭蓋時，輸出的 3 個基本電平應(yīng)相等，使在監(jiān)視器屏幕上出現(xiàn)純黑色。
● 增益：經(jīng)過雙采樣之后的模擬信號的放大增益。由于在對圖像信號進行放大的過程中同時也會放大噪聲信號,因此通常把放大器增益設(shè)為小,曝光和增益是直接控制傳感器(CCD/CMOS)上讀出來的數(shù)據(jù)，是要優(yōu)先調(diào)節(jié)的，以調(diào)節(jié)曝光時間為主。在不過曝的前提下，增加曝光時間可以增加信噪比，使圖像清晰。當(dāng)然，對于很弱的信號，曝光也不能無限增加，因為隨著曝光時間的增加，噪聲也會積累， 曝光補償就是增加拍攝時的曝光量。增益一般只是在信號弱，但不想增加曝光時間的情況下使用，一般相機增益都產(chǎn)生很大噪音。
東西分類一定有它自己的分類標準，工業(yè)相機也不例外。
● 按照芯片類型可以分為CCD相機、CMOS相機；
● 按照傳感器的結(jié)構(gòu)特性可以分為線陣相機、面陣相機；
● 按照掃描方式可以分為隔行掃描相機、逐行掃描相機；
● 按照分辨率大小可以分為普通分辨率相機、高分辨率相機；
● 按照輸出信號方式可以分為模擬相機、數(shù)字相機；
● 按照輸出色彩可以分為單色（黑白）相機、彩色相機；
● 按照輸出信號速度可以分為普通速度相機、高速相機；
● 按照響應(yīng)頻率范圍可以分為可見光（普通）相機、紅外相機、紫外相機等。
工業(yè)相機一般安裝在機器流水線上代替人眼來做測量和判斷，通過數(shù)字圖像攝取目標轉(zhuǎn)換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，類似人類的眼睛，隨著人工智能的進一步發(fā)展，相信更先進，更穩(wěn)定，更敏捷的工業(yè)相機在不久的將來也會被應(yīng)用到我們的日常生活當(dāng)中，讓我們拭目以待。
好了關(guān)于工業(yè)相機，今天小編就像您介紹這么多，希望對您有所幫助。了解更多知識，可以關(guān)注英萊科技，每周五更新，讓我們共同進步。
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隨著工業(yè)4.0時代的到來，智能化變得越來越重要，工業(yè)相機對智能化的提升是有目共睹的，英萊科技主營業(yè)務(wù)從事激光視覺系統(tǒng)的研發(fā)及生產(chǎn)，項目中經(jīng)常涉及到工業(yè)相機，了解相關(guān)的參數(shù)是我們每一個工程師所必備的，現(xiàn)對工業(yè)相機鏡頭參數(shù)進行解釋說明（部分為普通相機概念），希望對從業(yè)人員及愛好者有所幫助。
工業(yè)相機相比于傳統(tǒng)的民用相機而言，具有高的圖像穩(wěn)定性、高傳輸能力和高抗干擾能力等。市面上工業(yè)相機大多是基于CCD（Charge Coupled Device）或CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）芯片的相機。
隨著生活質(zhì)量的提高，相近相機已經(jīng)逐漸走進了我們的日常生活，日?；顒?，外出旅游，我們都會考慮帶著相機出門，在介紹工業(yè)相機之前，讓我們先來看一下，工業(yè)相機去普通相機的區(qū)別有哪些：
● 工業(yè)相機的性能穩(wěn)定可靠易于安裝，相機結(jié)構(gòu)緊湊結(jié)實不易損壞，連續(xù)工作時間長，可在較差的環(huán)境下使用，一般的數(shù)碼相機是做不到這些的。
例如：讓民用數(shù)碼相機一天工作24小時或連續(xù)工作幾天肯定會受不了的。
● 工業(yè)相機的快門時間很短，可以抓拍高速運動的物體。
例如，把名片貼在電風(fēng)扇扇葉上，以高速度旋轉(zhuǎn)，設(shè)置合適的快門時間，用工業(yè)相機抓拍一張圖像，仍能夠清晰辨別名片上的字體。用普通的相機來抓拍，是不可能達到同樣效果的。
● 工業(yè)相機的圖像傳感器是逐行掃描的，而普通的相機的圖像傳感器是隔行掃描的。逐行掃描的圖像傳感器生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，成品率低，出貨量少，世界上只有少數(shù)公司能夠提供這類產(chǎn)品，例如安森美、索尼，而且價格昂貴。
● 工業(yè)相機的幀率遠遠高于普通相機。
工業(yè)相機每秒可以拍攝十幅到幾百幅圖片，而普通相機只能拍攝2-3幅圖像，相差較大。
● 工業(yè)相機輸出的是裸數(shù)據(jù)(raw data)，其光譜范圍也往往比較寬，比較適合進行高質(zhì)量的圖像處理算法，例如機器視覺(Machine Vision)應(yīng)用。而普通相機拍攝的圖片，其光譜范圍只適合人眼視覺，并且經(jīng)過了mjpeg壓縮，圖像質(zhì)量較差，不利于分析處理。
● 工業(yè)相機相對普通相機來說價格較貴。
● 基本的參數(shù)——像素數(shù)：指的是一款傳感器的大圖像素數(shù)。通常相機的像素排列是矩形的，可以認為像素是按照固定的間隔排列的小方格，填充整個相機成像平面。
● 多提及的參數(shù)——分辨率：單位面積上所包含的像素點個數(shù)。通常情況下圖像分辨率越高圖像越清晰。
● 重要的參數(shù)——曝光/快門速度：指將感光元件置于光照下多長時間。時間的長短直接導(dǎo)致成像的明暗。長，進光量多，圖像明亮，適用于光照較差的環(huán)境；短，進光量短，圖像暗，適用于光照充足的情況。
● 容易被忽視的參數(shù)——像素尺寸/靶面尺寸：像素和像素尺寸決定著靶面尺寸。目前工業(yè)數(shù)字相機像元尺寸一般為3um~10um，靶面尺寸一般為1/2寸、1/3寸等。在同等鏡頭的條件下，根據(jù)成像原理可知，像素尺寸和靶面尺寸越大的成像效果會更好。
● 應(yīng)該了解的參數(shù)——幀率：指的是一秒鐘內(nèi)可以采集多少幅圖像。一般CCD相機需要增加采集卡（模擬轉(zhuǎn)數(shù)字），受解析格式影響幀率較固定PAL 25幀NTSC 30幀。CMOS屬于數(shù)字相機，幀率一般可通過自身設(shè)定軟件等手段更改。目前較快幀率可達幾十萬幀。
● 你不一定知道的參數(shù)——像素深度：每個像素數(shù)據(jù)由多少位（bit）數(shù)，常見的有8bit,10bit,12bit。由于計算機存儲一般以8bit為倍數(shù)，千萬不要想當(dāng)然就是8bit喲！在圖像處理時，位數(shù)越多表示的范圍越大，對軟件可調(diào)整范圍也就越大，當(dāng)然隨之而來的就是內(nèi)存的增加和和存儲方式的復(fù)雜度增加。
● 一個重要的模式——HDR：可以自動拍清楚強光下弱光的細節(jié)。如果你還是不懂，可能聽過一句廣告：逆光也清晰。
接下來說一說一般情況下不需要你調(diào)整的，但確實很重要的參數(shù)或固有參數(shù)：
● 低照度：是衡量工業(yè)相機優(yōu)劣的一個重要參數(shù)，有時省掉“低”兩個字而直接簡稱照度。它指的是當(dāng)被攝景物的光亮度低到一定程度而使工業(yè)相機輸出的視頻信號電平低到某一規(guī)定值時的景物光亮度值。
● 噪聲：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。總體上分為兩類，一類是由有效信號帶來的散粒噪聲，這種噪聲對相機都存在；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帶來的固有噪聲，每臺相機的固有噪聲都不一樣。
● 信噪比：是指一個電子設(shè)備或者電子系統(tǒng)中信號與噪聲的比例，信號噪聲比值的10為底對數(shù)的20倍。CCD 工業(yè)相機的信噪比的典型值一般為 45---55dB。代表了圖像的質(zhì)量，圖像信噪比越高，相機性能和圖像質(zhì)量越好。
● 白平衡與黑平衡：白平衡是彩色工業(yè)相機的重要參數(shù)，它直接影響重現(xiàn)圖像的彩色效果，當(dāng)工業(yè)相機的白平衡設(shè)置不當(dāng)時，輸出圖像就會出現(xiàn)偏色現(xiàn)象，特別是會使原本不帶色彩的景物也著上了顏色。黑平衡也是彩色工業(yè)相機的一個重要參數(shù)，它是指工業(yè)相機在拍攝黑色景物或者蓋上鏡頭蓋時，輸出的 3 個基本電平應(yīng)相等，使在監(jiān)視器屏幕上出現(xiàn)純黑色。
● 增益：經(jīng)過雙采樣之后的模擬信號的放大增益。由于在對圖像信號進行放大的過程中同時也會放大噪聲信號,因此通常把放大器增益設(shè)為小,曝光和增益是直接控制傳感器(CCD/CMOS)上讀出來的數(shù)據(jù)，是要優(yōu)先調(diào)節(jié)的，以調(diào)節(jié)曝光時間為主。在不過曝的前提下，增加曝光時間可以增加信噪比，使圖像清晰。當(dāng)然，對于很弱的信號，曝光也不能無限增加，因為隨著曝光時間的增加，噪聲也會積累， 曝光補償就是增加拍攝時的曝光量。增益一般只是在信號弱，但不想增加曝光時間的情況下使用，一般相機增益都產(chǎn)生很大噪音。
東西分類一定有它自己的分類標準，工業(yè)相機也不例外。
● 按照芯片類型可以分為CCD相機、CMOS相機；
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● 按照掃描方式可以分為隔行掃描相機、逐行掃描相機；
● 按照分辨率大小可以分為普通分辨率相機、高分辨率相機；
● 按照輸出信號方式可以分為模擬相機、數(shù)字相機；
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