【机器视觉入门必看】视觉工程师必须知道的工业相机61问

视觉工程师必须知道的工业相机61问

1、工业相机有哪些主要参数？
2、工业相机的分辨率是如何定义的？
3、工业相机的帧频和行频是什么？
4、工业相机的噪声是什么？
5、工业相机的信噪比什么 ？
6、工业相机的动态范围是什么？
7、工业相机的像元深度是什么？
8、工业相机的光谱响应特性是什么？
9、工业相机的数据接口有哪些?
10、工业相机的几种接口对比？
11、工业相机的曝光时间是什么？
12、工业相机的机械快门与电子快门有什么区别？
13、工业相机的像元尺寸是什么？
14、工业相机的成像灵敏度是什么？
15、工业相机的曝光方式有哪些？
16、工业相机的外同步与外触发是什么？
17、工业相机的镜头接口形式有哪些？
18、工业相机的白平衡是什么？
19、工业相机的成像芯片尺寸与图像尺寸的关系
20、机器视觉对工业相机的应用要求有哪些？
21、工业相机与普通数码相机的区别有哪些？
22、工业相机是怎么分类的？
23、CCD相机与CMOS相机的区别在哪里？
24、CCD芯片与CMOS芯片的主要参数有哪些？
25、什么是线阵相机？
26、线阵相机有哪些特点？
27、为什么要在机器视觉检测中使用线阵相机？
28、线阵相机与面阵相机的区别在哪里？
29、数字工业相机与模拟工业相机的区别是什么？
30、彩色相机与黑白相机的成像区别是什么？
31、如何确定选用彩色相机还是黑白相机？
32、选择工业相机的一般步骤是什么？
33、选择工业相机时应注意什么？
34、已知被测物的长、宽、高以及要求的测量精度，如何选择相机和工业镜头，选择以上器件需要注意什么?
35、如何用机器视觉系统要求的精度来计算出需要选用相机的分辨率(像素)？
36、用面阵相机拍摄不同运动速度的物体应该考虑哪些因素？
37、如何根据实际要求的检测速度来确定选用什么速度的工业相机？
38、拍摄运动物体，CCD芯片相机和CMOS芯片相机哪种更合适？
39、如何选择线阵相机？
40、红外相机有哪些类别？
41、什么是智能工业相机？
42、智能工业相机与一般工业相机区别在哪里？
43、智能工业相机中图像采集单元的主要功能是什么？
44、智能工业相机中图像处理单元的主要功能是什么？
45、智能工业相机中图像处理软件的主要功能是什么？
46、智能工业相机中网络通信装置的主要功能是什么？
47、如何设置工业相机中的“自动增益控制”功能？
48、高速工业相机与一般工业相机相比有哪些优势？
49、如何提高工业相机的信噪比？
50、如何通过调整工业相机的参数来提高图像质量？
51、如何提高工业相机的灵敏度？
52、如何提高工业相机的感光均匀性？
53、如何提高工业相机的动态范围？
54、用工业相机拍摄，怎样才算是效果好的图像？
55、工业相机的信号精度有哪些影响因素？
56、如何保养工业相机？
57、什么是图像采集卡？
58、图像采集卡都有哪些类别？
59、工业相机需要与图像采集卡匹配哪些才能正常使用？
60、如何来选购图像采集卡？
61、工业相机的丢帧的问题是由什么原因引起的?

** 1、工业相机有哪些主要参数？ **

1. 分辨率：感光器件/图像的水平和垂直方向的像素数。
2. 速度（帧频/行频）：每秒钟扫描多少帧称为帧频；每秒钟扫描多少行称为行频。
3. 噪声：感光器件（CMOS/CCD）接收光线信号并输出的过程中所产生的图像中的粗糙部分。
   4. 信噪比：输出信号中有用信号和噪声的比（dB）。
   5. 动态范围：能分辨的图像灰度级别。
   6. 像元：感光器件上的基本感光单元，也是一幅图像的基本单元。
   7. 光谱响应率：感光器件在不同波段的感光程度。
   8. 数据接口：数据传输接口方式，通常指GigE、USB3.0、CoaXPress、Cameralink、HSLink等。
   2、工业相机的分辨率是如何定义的？
   分辨率是相机最基本的参数，由相机所采用的感光芯片分辨率决定，是芯片靶面排列的像元数量（即像素数）。通常面阵相机的分辨率用水平和垂直分辨率两个数字表示，如：1920（H）x 1080（V），前面的数字表示每行的像元数量，即共有1920个像元；后面的数字表示像元的行数，即1080 行。线阵相机的分辨率通常表示多少K，如1K（1024），2K（2048），4K（4096）等。在采集图像时，相机的分辨率对图像质量有很大的影响。在对同样大的视场（景物范围）成像时，分辨率越高，对细节的展示越明显。像素越多分辨率越高，像素越多最大输出的图像分辨率也越高。
   3、工业相机的帧频和行频是什么？
   相机的帧频/行频表示相机采集图像的频度。通常面阵相机用帧频表示，单位fps（Frame Per Second）。如30fps，表示相机1秒钟内最多能采集30帧图像。线阵相机通常用行频表示，单位KHz，如12KHz，表示相机1秒钟内最多能采集12000行图像数据。速度是相机的重要参数，在实际应用中很多时候需要对运动物体成像，相机的速度需要满足一定要求，才能清晰准确的对物体成像。相机的帧频和行频首先受到芯片的帧频和行频的影响，芯片的设计最高速度则主要是由芯片所能承受的最高时钟决定。
   4、工业相机的噪声是什么？
   工业相机的噪声是指成像过程中不希望被采集到的、实际成像目标外的信号。根据欧洲相机测试标准EMVA1288 中，定义的相机噪声从总体上可分为两类：一类是由有效信号带来的符合泊松分布的统计涨落噪声，也叫散粒噪声（shot noise），这种噪声对任何相机都是相同的，不可避免，有确定的计算公式，噪声的平方= 信号的均值。第二类是相机自身固有的与信号无关的噪声，它是由图像传感器读出电路、相机信号处理与放大电路等带来的噪声，每台相机的固有噪声都不一样。另外，对数字相机来说，对视频信号进行模拟转换时会产生量化噪声，量化位数越高，噪声越低。
   5、工业相机的信噪比什么 ？
   工业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，图像质量越好。
   6、工业相机的动态范围是什么？
   工业相机的动态范围表明相机探测光信号的范围。动态范围可用两种方法来界定：一种是光学动态范围，指饱和时最大光强与等价于噪声输出的光强的比值，由芯片的特性决定；另一种是电子动态范围，指饱和电压和噪声电压之间的比值。对于固定相机，其动态范围是一个定值，不随外界条件变化而变化。在线性响应曲线上，相机的动态范围定义为饱和曝光量与噪声等效曝光量的比值，即 动态范围=光敏元的满阱容量/等效噪声信号动态范围，可用倍数、dB 或Bit 等方式来表示。动态范围大，相机对不同的光照强度有更强的适应能力。
   7、工业相机的像元深度是什么？
   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255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。
   8、工业相机的光谱响应特性是什么？
   工业相机的光谱响应特性是指该感光芯片对不同光波的敏感特性，一般响应范围是350nm－1000nm，一些相机在感光芯片前加了一个滤镜，滤除红外光线，如果系统需要对红外感光时可去掉该滤镜。

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如下
https://www.51camera.com.cn/uploadfile//2021/0830/20210830030421642.pdf

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