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认识工业相机的参数表,明白选择相机不是分辨率越高越好
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2023-04-10 14:44:24来源: 中国机器视觉网

工业相机是机器视觉系统中的核心器件之一,在为一项应用选择相机前,很多人不知道怎么看工业相机的参数表,这就导致不知道如何选出最适合应用的工业相机,实现性价比最优化。想要充分了解相机的各项参数指标, 就要看懂参数。下面重点认识工业相机参数表中几项主要的参数含义。

一、分辨率

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,在采集图像时,相机的分辨率对检测精度有很大的影响,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。

常用的工业面阵相机分辨率有500万、1200万、6500万等。对于线阵相机而言,分辨率就是传感器水平方向上的像素数,常见有2K、4K、8K、16K等。注意:选择相机不一定是分辨率越高就越好,分辨率高带来的图像数据量就大,后期的算法处理就越复杂。

二、帧率/行频

工业相机的最大帧率/行频表示单位时间内相机采集图像的速率。通常帧率是相对于面阵工业相机来说的,单位是fps,如181fps,即相机每秒内最多可采集181帧图像。行频是相对于线阵工业相机来说的,单位是kHz,如80kHz,即相机每秒内最多可采集80000行图像数据。

三、像元尺寸

像元即影像单元,是组成数字化影像的最小单元。像元尺寸和像元数(分辨率)共同决定了相机靶面的大小,通常工业相机像元尺寸为2μm~14μm。像元尺寸从某种程度上反映了芯片的对光的响应能力,一般情况下,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。

四、像素深度

像素深度是指每位像素数据的位数,通常用多少比特位表示。一般,每个像素的比特位数多,表达图像细节的能力强,这个像素的灰阶值更加丰富、分得更细,像素的灰阶深度就更深,但同时数据量也越大,影响系统的图像处理速度,因此也需慎重选择。

常见的是8bit、10bit、12bit。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,则整张图有2560×2048×8/8/1024/1024=5MB。

五、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。

六、信噪比

工业相机的噪声是指成像过程中不希望被采集到的,实际成像目标之外的信号。根据欧洲机器视觉协会(EMVA)的EMVA1288标准中定义的相机中的噪声,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是相同的,不可避免;另一类是相机本身固有的与信号无关的噪声,它是由于图像传感器读出电路、相机信号处理与放大电路等带来的噪声,每台相机的固有噪声都不一样。

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),其中信号可以由光强乘以量子效率乘以积分时间来计算,而噪声则指成像过程中所有部分所产生噪声的总和;信噪比越大,则表示混在信号里的杂波越少,图像质量越高,画面越干净,看不到噪波干扰(表现为“颗粒”和“雪花”);若信噪比越小,则画面上可能呈现较多的“颗粒”和“雪花”,影响图像画面质量。

七、曝光时间

曝光时间是为了将光投射到照相感光材料的感光面上,快门所要打开的时间;视感光材料的感光度和对感光面上的照度而定;曝光时间长,进光量就越大,适合光线条件较差的情况;曝光时间短则适合光线比较好的情况。

八、相机接口

工业相机通常有三个基础的接口,电源接口、数据接口与镜头接口。

电源接口,顾名思义,用以相机电源输入接口。数据接口,按照接口标准不同,工业相机常用的数据接口有GigE、Camera Link、USB3.0、CoaXPress等类型。镜头接口,工业相机镜头接口种类很多,常用的一般有C接口、CS接口、F接口、M42接口、M72接口等。