工业相机介绍工业相机介绍工业相机是机器视觉系统的重要组成部分，其最基本的功能是通过CCD或CMOS图像传感器将镜头接收到的光信号转换为有序的电信号，并将这些信息通过适当的接口传递给计算机
在某工业相机分类类别介绍1中，2Mono RGB黑白：工业中最常用的模式，图像还原度高的颜色：可以分辨颜色信息的模拟数字3360画质差，容易受到干扰。 图像采集卡数字：要求图像质量好，CCD CMOSCCD :要求图像质量好，CMOS:要求速度快。 经济实惠的Area Line面部阵列：拍摄整个屏幕433到360-3 )，线：拍摄一条线，通过移动机构实现整个帧的采集。 1024*1)智能相机智能相机是集高速微处理器、存储器、程序存储、图像采集、图像处理为一体的工业相机。 这提供了多功能、模块化、高可靠性、易于实现的机器视觉解决方案，开发速度快，可用于大多数项目。 有名的是倪、基恩士、康奈尔等厂商。 缺点是其集成的ARM、DSP、FPGA等性能不如高端桌面CPU，智能相机编程函数相对固定，开发空间小，比基于PC PC base )的相机更灵活
接收到光后，受光元件受光二极管PD: photodiode )产生对应的电流，电流的大小与光的强度对应，因此从受光元件直接输出的电信号是模拟的。
CCD和CMOS图像传感器的光电转换原理相同，他们最大的不同在于信号的读取过程不同。
在CCD芯片中，感光像素的电荷移位并转换为信号。 像素电荷在对半导体的曝光中发生，被很多非常小的移位操作垂直移位寄存器和水平移位寄存器)支撑，像“铲斗链”那样，传送到中央模数变换器。 通过芯片内的电极产生的电场促进电荷的输送。
在CMOS芯片中，与各个像素并行地设置了存储电荷的电容。 各像素曝光后，该电容器根据光电流充电。 电容器上产生的电压与亮度和曝光时间成正比。 与CCD不同，通过芯片曝光捕获到电容器上的电子被每个像素自己的相关电子电路直接转换为可测量电压，而无需移动到单个输出放大器。 此外，该电压可以用于模拟信号处理装置。
图像质量：
CCD统一放大输出，CMOS在一个像素上完成放大。 从像素的点来看，用于受光的区域远大于CMOS。 毕竟CMOS还搭载了很多复杂的电路，所以CCD的画质确实比CMOS好。 CCD放大均匀性高，图像质量好。 集成度：
CMOS芯片可以将图像信号放大器、信号读出电路、A/D转换电路、图像信号处理设备、控制器等集成到单个芯片中。由单个芯片实现了相机的所有基本功能，由此，集成度高。 芯片级相机的概念源于此。 随着CMOS成像技术的发展越来越多的公司能够提供高质量的CMOS成像芯片。 速度：
CCD采用一个个的照片输出，只能按照规定的步骤输出，速度很慢。 CMOS有多个电荷电压转换器和矩阵开关控制，读出速度相当快，目前大多数500fps以上的高速摄像机是CMOS摄像机
相机性能1 .灵敏度：灵敏度越大，所需的补光越少。 但是，由于光源往往成本较低，因此通常只有在由于安装环境的限制而无法使用光源时才选择高灵敏度的相机。 如果相机只能使用短曝光时间如高帧频)，则还需要高灵敏度的相机。
2 .动态范围：宽的动态范围可在各种照明条件下获得良好的图像，并可在非常暗和明亮的场景中显示图像的细节。 具有该功能的照相机经常被宣传为HDR或WDR 高动态范围或宽动态范围)
3 .信噪比3360相机的噪声水平应该低于可识别的信号。 当光线较暗时，此属性尤为重要。
从技术发展趋势看，CMOS芯片应该是未来的方向。 这是因为CMOS芯片近年来在面阵摄像机和线阵CCD两个重要参数图像速率和噪声水平)方面取得了很大的进步。 从2015年初开始，官方确认CMOs技术将来将成为主流技术。
三黑白相机的物体在光线照射下反射，其反射光进入镜头的光圈照射到CCD芯片上，在各个单元生成电子。
在曝光结束后，这些电子从CCD芯片中读取，并由照相机内的微处理器进行预处理。 此时，从这个微处理器输出的是数字图像。
用这种方法得到的像素内的数字信号很可靠，所以黑白摄像机的图像质量通常很好。
4色照相机的CCD芯片将光子转换为电子。 在这个过程中，光子的数量和电子的数量相互成比例。 但是光子还有另一个特征值——波长，这个信息在这个过程中不会转换成电子。
因此，CCD芯片无法识别颜色。
如果照相机中的图像处理单元需要向每个像素输出红、绿、蓝三种颜色分量的值，则必须在这三种基本颜色中的每一种上配置CCD。
每个CCD只能得到一个过滤的颜色分量的光子。 也就是说，一个CCD是红色用的，另一个是绿色用的。
一个用于蓝光。我们用三棱镜将这三种颜色分离开来。
如果考虑到价格因素，我们只能使用一个CCD芯片，那么我们就得把彩色滤光片象马赛克一样分布在cCD所有的像素上。这一概念也被称为马赛克滤光片或拜尔滤光片。
五 工业相机的通讯接口类型
六 芯片尺寸计算
七 曝光方式
全局曝光（Global Shutter) :整个芯片同时曝光（CCD)
卷帘曝光（ Rolling Shutter) :逐行滚动曝光（ CMOS)
在抓拍快速运动的物体是，卷帘快门的方式会产生图像斜变。因此卷帘快门更适合静止拍摄，而对高速抓拍的场合需要使用全局曝光的芯片。
八 像素精度计算（选择相机）
像素精度宽）=视野宽/分辨率宽度
像素精度高）=视野高/分辨率高度
九 相机主要参数介绍 参数介绍感光芯片型号感光芯片决定了，相机的分辨率、像素精度和曝光方式。帧率每秒钟可以捕捉的最大的画幅数，和图像的大小和通讯的速度有关。帧:相机每秒最多可以拍摄的照片张数增益–ISO信号放大倍率。增益越大，图像越亮，但是噪点也越多。曝光时间曝光时间越大拍摄的照片越亮，但是对运动的物体来说，过大的曝光时间会产生径向模糊。采像模式实时、触发、单帧)实时:按照相机的设定帧率自由采集图像。触发:外部触发信号接入，控制相机曝光。5<=V<24) 单帧:又叫软触发。通过软件触发相机拍摄一帧图像。触发延时从相机接收到触发信号到开始曝光的时间。ROI/AOI（Region of Interest/Area of Interest)感兴趣区域,可以使用感光芯片的一部分作为有效的图像。可以去除多余的图像区域,减少像素量，提高帧率和运算速度。 十 相机常用功能 功能介绍像素融合Binning)Binning是一种图像读出模式，将相邻像元感应的电荷加在一益，提高色起，以一个像素的模式读出。POE Power Over Ethernet)以太网供电，可以省去外部电源线。但同时也少了外部IO控制，如触发频闪功能。频闪相机的IO信号线中有自带的频闪输出信号，可以控制工业光源的进行频闪曝光。颜色增益针对彩色相机，可分别对R、G、B每个通道设定增彩的对比度。LUT输入灰度值和输出灰度值的传递关系，可以通过设定LUT来控制图像的灰度范围和图像对比度HDR通过多组不同的曝光参数来实现不同亮度范围内的拍摄，最后合成一张图。针对采像范围内明暗变化特别大的情况。
十一 选型练习
十二 线阵相机
线阵相机成像原理
线阵相机也称线扫描相机，线阵CCD工业相机的传感器仅是由一行或者多行感光芯片构成的，拍照时需要通过机械运动，形成相对运动，才能得到想要的图像。线阵相机的常用分辨率为1k，2k,4k，8k，12k，16k ，即一行的像素数量。
十三 面阵和线阵相机
面阵相机芯片是MN方式排
线阵相机芯片是1N方式
线阵相机 线扫描传感器通常有1或2行的像素垂直大小不受传感器尺寸限制下一行时被以前的线转移（并联)水平分辨率高达16384像素需要移动产品或相机 面阵相机 面阵相机有多行像素，通常为4 :3的尺寸垂直大小受传感器尺寸限制获取新的图像–限制于帧速率水平分辨率高达5344像素产品可以是固定的 大视野，高精度的应用选用线阵相机。 十四 相机选型（练习）
十五 相机选型