乐发6

　　一、机器视觉相机的分类

乐发6　　1、根据相机芯片分类，可以分为CMOS相机和CCD相机；

　　2、根据扫描方式，可以分为隔行扫描相机和逐行扫描相机；

　　3、根据输出信号，可分为模拟相机和数字相机；

乐发6　　4、根据传感器的结构特点，可分为面阵相机和线阵相机。

　　二、机器视觉相机的特性及各相机的区别

乐发6　　1、CCD（电荷耦合器件）

乐发6　　目前，常用的CCD有三种结构，全帧转移，帧传输和隔行转移。

　　（1）隔行转移

　　在这三种结构中，隔行转移是最常用的一种，并且大多数中低端产品都使用此方法。

　　（2）全帧转移

　　全帧转移结构最简单，感光区域和存储区域在一起，可以获得100％的填充系数。缺点是在读取期间需防止外部光进入以避免光泄漏。这可以通过使用机械快门，频闪灯或使曝光时间长于读出时间来最大程度地减少漏光来实现。

　　（3）帧传输

乐发6　　帧传输结构是感光区域和存储区域完全分开并且具有相同的尺寸。曝光后的信号电荷以非常快的速度（通常小于帧周期的1％）传输到存储区域，然后逐行输出。显然，帧传输传感器可以获得100％的填充因子，并且在读取过程中，它可以曝光下一帧。缺点是芯片尺寸大且成本高。

乐发6　　2、CMOS（互补金属氧化物半导体）传感器

　　CMOS传感器和CCD传感器的原理在感光部分相同。区别在于，在每个像素单元中，除了感光部分之外，还有放大器和读出电路部分。还集成了寻址电路、放大器和A/D。

　　3、CCD和CMOS的主要性能比较

　　（1）满阱容量差异：由于CMOS传感器的每个像素都包括一个光敏二极管，放大器和读出电路，并且整个传感器还包括一个寻址电路和A/D，使得每个像素的光敏面积比像素本身的表面积小得多。因此，在相同像素尺寸下，CMOS传感器的满阱能力低于CCD传感器。

　　（2）成本差异：由于CMOS传感器在一般的半导体电路中使用最常用的CMOS工艺，可以轻易将周边电路（例如AGC，CDS，定时或DSP等）集成到传感器芯片中，因此可以节省外围芯片的成本。

　　4、工业逐行扫描相机和隔行扫描相机之间的区别

　　隔行扫描和逐行扫描只是不同的数据处理方法。它是提取奇数行数据以形成图像轮廓，然后用偶数行数据进行补充。由于当时的技术限制，数据处理速度无法跟上，因此隔行扫描方法用于连续图像。尽管从技术角度来看逐行扫描CCD更好，但是由于相同尺寸的CCD像素的不断增加，CCD中的信号传输路径无法适应一次性逐行扫描得到的大量数据，将导致图像处理速度下降。因此，隔行扫描技术在高分辨率数码相机中的应用正在增加。

　　5、工业模拟相机和数码相机的区别

　　模拟相机和数字相机之间的区别在于，模拟相机的视频输出使用模拟电信号传输视频信号。该相机通常用于闭路电视，或连接到用于数字视频波形的采集卡。数码相机内部有一个A/D转换器，数据以数字形式传输，可以直接在计算机或电视屏幕上显示，因此数字相机可以避免传输过程中的图像衰减或噪声。

　　6、面阵相机和线阵相机的区别

　　（1）线阵相机

　　线阵CCD工业相机主要用于工业，医疗，科研和安全领域的图像处理。在机器视觉领域，线阵工业相机是一种特殊的视觉机器。与面阵工业相机相比，其传感器只有一行感光元件，因此可以实现高扫描频率和高分辨率。线阵相机的典型应用领域是检测连续材料，例如金属，塑料，纸张和纤维。被检测物体通常以均匀的速度移动，并且使用一个或多个工业相机逐行连续扫描它，以实现整个表面的均匀检测。可以逐行处理图像，也可以处理由多行组成的面阵图像。此外，线阵相机非常适合测量场合，这归功于传感器的高分辨率，它可以精确地测量千分尺。

　　顾名思义，线阵工业相机是“线”形的。尽管它也是二维图像，但它却非常长，有几K长，宽度却只有几个像素。通常，这种相机仅在两种情况下使用：首先，所测量的视野是一条细长的带状，通常用于在滚轴上进行检测的问题。第二，需要大视野或高精度。

乐发6　　在需要非常大的视野或高精度的情况下，有必要使用激发装置多次激发相机，拍摄多张照片，然后将拍摄的多张“条形”图像合并为一张大图片。因此，要使用线阵工业相机，必须使用可支持线阵工业相机的采集卡。线阵工业相机价格昂贵，并且在大视野或高精度检测的情况下，检测速度也较慢，一般工业相机图像为400K〜1M，并且合成图像为几M这么大，速度自然很慢。

　　（2）面阵相机

　　相机像素是指该相机中有多少个感光芯片，通常以一万为单位表示，并排列成矩阵，例如300万像素，200万像素，百万像素和40万像素。百万像素工业相机的像素矩阵为W*H=1000*1000。

　　工业相机分辨率是指代表实际物体大小的像素，并且为um*um。值越小，分辨率越高。

乐发6　　FOV是指相机实际拍摄的区域，以mm×mm表示。FOV由像素数和分辨率确定。对于同一台摄像机，分辨率越大，其FOV越小。例如，一个分辨率为20um的1K*1K摄像机，他的FOV=1K*20×1k*20=20mm×20mm，如果他使用30um分辨率，则他的FOV=1K*30×1k*30=30mm×30mm。

　　在图像中，图像细节的性能不是由像素数决定的，而是由分辨率决定的。分辨率取决于所选镜头的焦距。对于同一台摄像机，如果选择焦距不同的镜头，则分辨率会有所不同。如果使用20um的分辨率，则对于1mm*0.5mm的部分，其总共占1/0.02×0.5/0.02=50×25像素。如果使用30um的分辨率，则意味着相同的分量具有1/0.03×0.5/0.03=33×17像素。显然，就图像细节而言，20um的分辨率优于30um的分辨率。

乐发6　　由于像素数量不能确定图像的分辨率（清晰度），因此大型像素工业相机有什么好处？答案只有一个：减少拍摄数量并提高检测速度。