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工业相机50问之二
发表时间:2018-12-05

11:工业相机里的像元深度是什么意思?

数字相机输出的数字信号,即像元灰度值,具有特殊的比特位数,称为像元深度。对于黑白相机这个值的方位通常是8-16bit。像元深度定义了灰度由暗道亮的灰阶数。例如,对于8bit的相机0 代表全暗而255 代表全亮。介于0 和25 之间的数字代表一定的亮度指标。10bit 数据就有1024个灰阶而12bit有4096个灰阶。每一个应用我们都要仔细考虑是否需要非常细腻的灰度等级。从8bit上升到10bit 或者12bit 的确可以增强测量的精度,但是也同时降低了系统的速度,并且提高了系统集成的难度(线缆增加,尺寸变大),因此我们也要慎重选择。

12: 工业相机都有哪些接口?

接口是指相机与镜头之间的借口,常用的镜头的借口有C口,CS口,F口。

13: 工业相机是怎么分类的?

1. 按照芯片结构分类:CCD 相机& CMOS 相机

2. 按照传感器结构分: 面阵相机 & 线阵相机

3. 按照输出模式分类:模拟相机 & 数字相机

4. 彩色相机&黑白相机

14: 工业相机与普通数码相机的区别在哪里?

1.工业相机的快门时间特别短,能清晰地抓拍快速运动的物体,而普通相机抓拍快速运动的物体非常模糊;

2.工业相机的图像传感器是逐行扫描的,而普通相机的图像传感器是隔行扫描的,甚至是隔三行扫描;

3.工业相机的拍摄速度远远高于普通的相机;工业相机每秒可以拍摄十幅到几百幅的图片,而普通相机只能拍摄2-3 幅图像;

4.工业相机输出的是裸数据,它的光谱范围也往往比较宽,比较适合进行高质量的图像处理算法,普遍应用于机器视觉系统中。而普通相机拍摄的图片,它的光谱范围只适合人眼视觉,并且经过了MPEG 压缩,图像质量也较差;

15: 如何选择线阵相机?

1.计算分辨率:幅宽除以最小检测精度得出每行需要的像素。

2.检测精度:幅宽除以像素得出实际检测精度。

3.扫描行数:每秒运动速度长度除以精度得出每秒扫描行数。

根据以上计算结果选择线阵相机举例如下:

如幅宽为1600 毫米、精度1 毫米、运动速度22000mm/s 相机:1600/1=1600 像素 最少2000像素,选定为2k 相机 1600/2048=0.8 实际精度22000mm/0.8mm=27.5KHz 应选定相机为2048 像素28kHz 相机

16: 线阵相机有哪些特点?

1.线阵相机使用的线扫描传感器通常只有一行感光单元(少数彩色线阵使用三行感光单元的传感器)

2.线阵相机每次只采集一行图像;

3.线阵相机每次只输出一行图像;

4.与传统的面阵相机相比,面阵扫描每次采集若干行的图像并以帧方式输出。

17:为什么要在机器视觉检测中使用线阵相机?

1.线阵相机有更高的分辨率;线阵相机每行像素一般为1024,2048,4096,8012;而一般的面阵相机仅为640,768,1280,大于2048的面阵很少见。

2.线阵相机的采集速度更快;不同型号的线阵相机采集速度从每秒5000 行-60000 行不等,用户可以选择没几行或者每十几行即构成一帧图像进行处理一次,因此可以达到很高的帧率。

3.线阵相机可以不间断的连续采集和处理;线阵相机可以对直线运动的物体(直线导轨,滚筒上的纸张,织物,印刷品,传送带上的物体等)进行连续采集。

4.线阵相机有更简单合理的构造。与面阵相机相比,线阵相机不会浪费分辨率采集到无用数据。

18:什么是智能工业相机?

智能工业相机并不是一台简单的相机,而是一种高度集成化的微小型机器视觉系统。它将图像的采集、处理与通信功能集成于单一相机内,从而提供了具有多功能、模块化、高可靠性、易于实现的机器视觉解决方案。智能工业相机一般由图像采集单元、图像处理单元、图像处理软件、网络通信装置等构成。由于应用了最新的DSP、FPGA 及大容量存储技术,其智能化程度不断提高,可满足多种机器视觉的应用需求。

19: CCD 芯片与CMOS 芯片的主要参数有哪些?

在机器视觉中主要采用的两类光电传感芯片分别为CCD 芯片和CMOS 芯片,CCD 是ChargeCoupled Device(电荷耦合器件)的缩写,CMOS 是Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistor(互补金属氧化物半导体)的缩写。无论是CCD 还是CMOS,他们的作用都是通过光电效应将光信号转换成电信号(电压/电流),进行存储以获得图像。CCD 芯片与CMOS 芯片的主要参数有:

1. 像元尺寸

像元尺寸指芯片像元阵列上每个像元的实际物理尺寸,通常的尺寸包括14um,10um,9um , 7um ,6.45um ,3.75um 等。像元尺寸从某种程度上反映了芯片的对光的响应能力,像元尺寸越大,能够接收到的光子数量越多,在同样的光照条件和曝光时间内产生的电荷数量越多。对于弱光成像而言,像元尺寸是芯片灵敏度的一种表征。

2. 灵敏度

灵敏度是芯片的重要参数之一,它具有两种物理意义。一种指光器件的光电转换能力,与响应率的意义相同。即芯片的灵敏度指在一定光谱范围内,单位曝光量的输出信号电压(电流),单位可以为纳安/勒克斯nA/Lux、伏/瓦(V/W)、伏/勒克斯(V/Lux)、伏/流明(V/lm)。另一种是指器件所能传感的对地辐射功率(或照度),与探测率的意义相同,。单位可用瓦(W)或勒克斯(Lux)表示。

3. 坏点数

由于受到制造工艺的限制,对于有几百万像素点的传感器而言,所有的像元都是好的情况几乎不太可能,坏点数是指芯片中坏点(不能有效成像的像元或相应不一致性大于参数允许范围的像元)的数量,换点数是衡量芯片质量的重要参数。

4. 光谱响应

光谱响应是指芯片对于不同光波长光线的响应能力,通常用光谱响应曲线给出。

20:线阵相机与面阵相机的区别在哪里?

线阵CCD 工业相机主要应用于工业、医疗、科研与安全领域的图象处理。在机器视觉领域中,线阵工业相机是一类特殊的视觉机器。与面阵工业相机相比,它的传感器只有一行感光元素,因此使高扫描频率和高分辨率成为可能。线阵工业相机的典型应用领域是检测连续的材料,例如金属、塑料、纸和纤维等。被检测的物体通常匀速运动 , 利用一台或多台工业相机对其逐行连续扫描 , 以达到对其整个表面均匀检测。可以对其图像逐行进行处理 , 或者对由多行组成的面阵图像进行处理。另外线阵工业相机非常适合测量场合,这要归功于传感器的高分辨率 , 它可以准确测量到微米。

对于面阵CCD 来说,应用面较广,如面积、形状、尺寸、位置,甚至温度等的测量。面阵CCD 的优点是可以获取二维图像信息,测量图像直观。缺点是像元总数多,而每行的像元数一般较线阵少,帧幅率受到限制,而线阵CCD 的优点是一维像元数可以做得很多,而总像元数角较面阵CCD 工业相机少,而且像元尺寸比较灵活,帧幅数高,特别适用于一维动态目标的测量。