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    必赢娱乐棋牌手机版-工业相机的基础知识及应用

    来源:本站   发布时间:2018/9/5 16:17:17   点击量:

        随着科技的飞速发展,工业数字相机在机器视觉、工业检测、图像处理、模式识别、人脸识别等等方面有着非常广泛的应用,但是工业相机的相关知识学习渠道相当匮乏,经过多年的技术积累,现将工业数字相机的相关基础知识做一分类整理与大家共享。
    1、工业相机的主要参数
        分辨率        速度(帧频/行频)        噪声        信噪比        动态范围        像元深度        光谱响应        光学接口

    2、工业相机的帧频和行频的概念
         相机的帧频/行频表示相机采集图像的频率,通常面阵相机用帧频表示,单位fpsframe per second),如30fps,表示相机再1秒钟内最多能采集30帧图像;例如:mv-vd078sc这个型号的相机,线阵相机通常用行频便是单位 khz,12khz表示相机再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。

    3、工业相机分辨率的定义
          分辨率是相机最基本的参数,由相机所采用的芯片分辨率决定,是芯片靶面排列的像元数量。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:1920hx 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。现在相机的分辨率通常表示多少k, 1k1024),2k(2048), 3k(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。
    4、工业相机信噪比的概念
         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。

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    、工业相机噪声的概念
         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,定义的相机中的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,尤其确定的计算公式。(就是: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。

    6、工业相机的动态范围

         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,他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。在线性响应区,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:
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                                     动态范围=光敏元的满阱容量/等效噪声信号 5bb0【中国自动化网社区】5f5a45http://sns.ca800.comf8

         动态范围可用倍数、dbbit等方式来表示。动态范围大,则相机对不同的光照强度有更强的适应能力。

    7、工业相机的硬件接口
         硬件接口是指相机与镜头之间的借口,常用的镜头接口有c口,cs口,f口。

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    、工业相机里的像元深度
          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到亮的灰阶数。例如:对于8bit的相机0代表全暗而25代表全亮。介于025之间的数字代表一定的亮度指标。10bit数据就有1024个灰阶而 12bit4096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。

    9、工业相机的分类
         按照芯片结构分类:ccd相机&cmos相机如:mv-vd078sc&mv-1300uc
         按照传感器结构分:面阵相机&线阵相机如:mv-vd200sc&p2-2x-01k40
         按照输出模式分类:模拟相机&数字相机如:vs-808h&mv-vs142fc
         彩色相机&黑白相机如:vs-808hc&mv-vs142fm

    10、如何选择线阵相机
         计算分辨率;幅宽除以最小检测精度得出每行需要的像素。
         检测精度;幅宽除以像素得出实际检测精度。
         扫描行数;每秒运动速度长度除以精度得出每秒扫描行数。
     
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    、工业相机与普通数码相机的区别
         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
         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
         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。
         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
    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 /11600像素最少2000像素,选定为2k相机。1600/20480.8实际精度22000mm/0.8mm27.5khz应选定相机为2048像素

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