wordpress站点改名,推广方案框架,电商分销平台有哪些,大型新型网站from: https://blog.csdn.net/dcrmg/article/details/52851913工业相机基础知识#xff08;一#xff09; CCD与CMOS 工业相机按照图像的传感器元件的不同分为CCD#xff08;Charge Coupled Device,电荷耦合元件#xff09;和CMOS#xff08;金属氧化物半导体元件#xf…from: https://blog.csdn.net/dcrmg/article/details/52851913工业相机基础知识一 CCD与CMOS 工业相机按照图像的传感器元件的不同分为CCDCharge Coupled Device,电荷耦合元件和CMOS金属氧化物半导体元件两类两者的区别如下 成像过程不同 CCD仅有一个或少数几个输出节点统一输出数据信号一致性好而CMOS芯片中每个像素都有自己的信号放大器各自进行电荷到电压的转换输出信号的一致性较差比CCD的信号噪声更多但是CMOS的一个显著优点是功效较低。 集成性不同 CCD的制造工艺复杂输出的只是模拟电信号还需要后续的译码器模拟转换器图像信号处理器等集成度低。COMS可以把信号放大器模数转换器等集成在一块芯片上集成度高成本低。随着CMOS成像技术的进步CMOS未来会有越来越多的应用场景。 图像输出速度不同 CCD采用逐个光敏输出速度较慢CMOS每个电荷元件都有独立的装换控制器读出速度很快FPS在500以上的高速相机大部分使用的都是CMOS。 噪声方面 CCD技术较为成熟成像质量相较CMOS具有一定优势CMOS的集成度更高各元器件间距距离更近干扰更多。 线阵相机与面阵相机线阵相机的传感器只有一行感光元素一般应用于需要高频扫描和高分辨率的场合。线阵CCD的优点是一维像元数可以做到很多一般长度有2K,4K,8K,12K但线阵CCD获取图像必须配以扫描运动为了能确定图像上每一个像素点在被测件上的对应位置还需要配以光栅等器件记录线阵CCD每一扫描行的坐标并配以线阵相机专用的图像采集卡这就导致线阵相机系统较为复杂成本略高并用容易受扫描运动的精度和稳定性的影响。面阵相机的像元在纵横两个方向上间隔的离散度是一致的而线阵CCD的像元间距和扫描行距上一般是有差别的由于扫描行距受机械传动部分的限制远大于像元间距。 面阵相机有比线阵相机更多的感光镜片以矩阵排列例如常说的百万像素相机即表示感光镜片矩阵W*H约等于1000*1000。面阵相机一次成像它的分辨率指的是一个感光晶片代表的实物物体的大小。数值越小分辨率越高相同的相机选用不同集中的箭头分辨率就不同。在表现图像细节方面不是由相机的像素多少来决定的而是由分辨率决定的。同等分辨率条件下像素越多可以成像的区域面积越大。 工业相机的输出接口工业相机输出接口类型的选择主要由需要获得的数据类型决定。如果图像输出直接给视频监视器那么只需要模拟输出的工业相机。如果需要将工业相机获取的图像传输给电脑处理则有多种输出接口选择但必须和采集卡的接口一致通常有以下几种方式 1.USB接口 USB接口直接输出数字图像信号串行通信支持热拔插传输速度在120Mbps-480Mbps之间会占用CPU资源。传输距离较短稳定性稍差。 目前广泛采用的USB2.0接口是最早应用的数字接口之一具有开发周期短成本低廉的特点。其缺点是传输数据较慢传输数据过程需要CPU参与管理占用资源且由于接口没有螺丝固定链接容易松动最新的USB3.0接口使用了新的USB协议可以更快的传输数据但目前USB3.0的相机市场上不是很多。 2.1394a/1394b接口 俗称火线接口是美国电气和电子工程师学会IEEE制定的一个标准工业串行接口。所以又称为“IEEE1394”,现主要用于视频采集数据传输率可达800Mbps支持热拔插。电脑上使用1394接口需要使用额外的采集卡使用不方便且由于早期苹果对该技术的垄断市场普及率较低已慢慢被市场所淘汰。 3.Gige接口 千兆以太网接口PC标准接口传输速率和距离都更高。是一种基于千兆以太网通信协议开发的相机接口标准特点是快捷的数据传输速度和高达100米的传输距离。是近几年市场上应用的重点使用方便CPU资源占用少可多台同时使用。 4.Camera Link接口 需要单独的Camera Link采集卡成本较高便携性低实际应用中较少但是是目前工业相机中传输速度最快的一种传输方式一般在高分辨率的高速面阵相机和线阵相机上应用价格昂贵。工业相机基本参数以及选型参考二分辨率 相机每次采集图像的像素点数一般对应于光电传感器靶面排列的像元数如1920*1080。像素深度 每位像素数据的位数常见的是8bit10bit12bit。分辨率和像素深度共同决定了图像的大小。例如对于像素深度为8bit的500万像素则整张图片应该有500万*8/1024/102437M1024bit1KB1024KB1M。增加像素深度可以增强测量的精度但同时也降低了系统的速度并且提高了系统集成的难度线缆增加尺寸变大等。最大帧率/行频 相机采集和传输图像的速度对于面阵相机一般为每秒采集的帧数Frames/Sec对于线阵相机为每秒采集的行数HZ。曝光的方式和快门速度 工业线阵相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相机有帧曝光、场曝光和滚动曝光几种常见方式工业数字相机一般都提供外触发采图的功能快门速度一般可到10ms高速相机还会更快。像元尺寸 像元大小和像元数分辨率共同决定了相机靶面的大小。目前工业数字相机像元尺寸一般位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。光谱响应特性 是指该像元传感器对不同光波的敏感特性一般响应范围为350nm~1000nm一些相机在靶面前面加了一个滤镜滤除红外线如果系统需要对红外感光时可去掉该滤镜。工业相机噪声 噪声是指成像过程中不希望被采集到的实际成像目标之外的信号。总体上分为两类一类是由有效信号带来的散粒噪声这种噪声对任何相机都存在另一类是相机本身固有的与信号无光的噪声。它是由于图像传感器读出电路、相机信号处理与放大电路带来的固有噪声每台相机的固有噪声都不一样。信噪比 相机的信噪比定义为图像中信号与噪声的比值有效信号平均灰度值与噪声均方根的比值代表了图像的质量图像信噪比越高相机性能和图像质量越好。如何选择合适的工业相机1. CCD Or CMOS CCD提供很好的图像质量、抗噪能力尽管由于增加了外部电路使得系统的尺寸变大复制下提高但在电路设计师可更加灵活更好的提升CCD相机某些特别关注的性能。CCD更适合于对相机性能要求非常高而对成本控制不太严格的应用领域如天文、高清晰的医疗X光影像、其他需要长时间曝光对图像噪声要求比较严格的应用场合。 CMOS具有成品率高、集成度高、功耗小、价格低等优点。但本身图像的噪声比较多。目前的CMOS技术不断发展已经克服了早期的许多缺点发展到了图像品质方面可以与CCD技术相较量的水平。CMOS适用于要求空间小、体积小、功耗低而对图像噪声和质量要求不是特别高的场合。如大部分辅助光照明的工业检测应用、安防保安应用、和大部分消费性商业数码相机。目前CCD工业相机任然在视觉检测方案中占据主导地位。2. 合适的分辨率 根据目标的要求精度反推出相机的像素精度。相机单方向分辨率单方向视野范围除以理论精度。 例如对于视野大小为10*10mm的场合要求精度为0.02mm/pixel,则当方向上分辨率10/0.02500.然而考虑到相机边缘视野的畸变以及系统的稳定性要求一般不会只用一个像素单位对应一个测量精度值一般选择倍数为4或者更高这样相机单方向分辨率为2000相机的分辨率2000*2000400万所以选用500万像素的相机即可满足。3. 足够的相机帧率 当被测物体有运动要求时要选择帧数较高的工业相机一般来说分辨率越高帧数越低。4. 合适的镜头 选择的镜头的支持CCD尺寸要大于等于相机CCD传感器芯片的尺寸另外安装座是C、CS或F型接口也要匹配同时考虑镜头的工作距离是否留有足够空间等。