原標題：「干貨」視覺工程師必須知道的工業(yè)相機50問，絕對干貨！

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1：工業(yè)相機的丟幀的問題是由什么原因引起的?

經常會有一些機器視覺工程師認為USB接口的工業(yè)相機會造成丟幀現(xiàn)象。一般而言，工業(yè)相機丟幀與工業(yè)相機所采用的傳輸接口是沒有關系的，無論是USB，還是1394、GigE、或者是CameraLink。設計不良的驅動程序或工業(yè)相機硬件才是造成丟幀的真正原因：設計不良的工業(yè)相機之所以會發(fā)生丟幀的現(xiàn)象，其實就是資料通道的堵塞，無法及時處理,所以新的圖像進來時，前一張可能被迫丟棄，或是新的圖像被迫丟棄。要解決這問題，需要設計者針對驅動程序與工業(yè)相機硬件資料傳輸?shù)拿總€環(huán)節(jié)進行精密的設計。

2：工業(yè)相機輸入、輸出接口有哪些?

在機器視覺檢測技術中，工業(yè)相機的輸入、輸出接口有Camera Link、IEEE 1394、USB2.0、Ethernet、USB3.0幾種；

3：知道被測物的長、寬、高以及要求的測量精度，如何來選擇CCD 相機和工業(yè)鏡頭，選擇以上器件需要注意什么?

⑴ 首先要選擇合適的鏡頭。選擇鏡頭應該遵循以下原則：

①與之相配的相機的芯片尺寸是多大；

②相機的接口類型是哪種的，C 接口，CS 接口還是其它接口；

③鏡頭的工作距離；

④鏡頭視場角；

⑤鏡頭光譜特性；

⑥鏡頭畸變率；

⑦鏡頭機械結構尺寸；

⑵ 選擇CCD 相機時，應該綜合考慮以下幾個方面：

①感光芯片類型；CCD 還是CMOS

②視頻特點；包括點頻、行頻。

③信號輸出接口；

④相機的工作模式：連續(xù)，觸發(fā)，控制，異步復位，長時間積分。

⑤視頻參數(shù)調整及控制方法：Manual、RS232.

同時，選擇CCD 的時候應該注意，l inch = 16mm 而不是等于25.4mm.

4：CCD 相機與CMOS 相機的區(qū)別在哪里？

⑴ 成像過程

CCD 與CMOS 圖像傳感器光電轉換的原理相同，他們最主要的差別在于信號的讀出過程不同；由于CCD僅有一個（或少數(shù)幾個）輸出節(jié)點統(tǒng)一讀出，其信號輸出的一致性非常好；而CMOS 芯片中，每個像素都有各自的信號放大器，各自進行電荷-電壓的轉換，其信號輸出的一致性較差。但是CCD 為了讀出整幅圖像信號，要求輸出放大器的信號帶寬較寬，而在CMOS 芯片中，每個像元中的放大器的帶寬要求較低，大大降低了芯片的功耗，這就是CMOS芯片功耗比CCD 要低的主要原因。盡管降低了功耗，但是數(shù)以百萬的放大器的不一致性卻帶來了更高的固定噪聲，這又是CMOS 相對CCD 的固有劣勢。

⑵ 集成性

從制造工藝的角度看，CCD 中電路和器件是集成在半導體單晶材料商，工藝較復雜，世界上只有少數(shù)幾家廠商能夠生產CCD 晶元，如DALSA、SONY、松下等。CCD 僅能輸出模擬電信號，需要后續(xù)的地址譯碼器、模擬轉換器、圖像信號處理器處理，并且還需要提供三組不同電壓的電源同步時鐘控制電路，集成度非常低。而CMOS是集成在被稱作金屬氧化物的版單體材料上，這種工藝與生產數(shù)以萬計的計算機芯片和存儲設備等半導體集成電路的工藝相同，因此聲場CMOS 的成本相對CCD 低很多。同時CMOS 芯片能將圖像信號放大器、信號讀取電路、A/D 轉換電路、圖像信號處理器及控制器等集成到一塊芯片上，只需一塊芯片就可以實現(xiàn)相機的所有基本功能，集成度很高，芯片級相機概念就是從這產生的。隨著CMOS 成像技術的不斷發(fā)展，有越來越多的公司可以提供高品質的CMOS 成像芯片，包括：Micron、 CMOSIS、Cypress等。

⑶ 速度

CCD 采用逐個光敏輸出，只能按照規(guī)定的程序輸出，速度較慢。CMOS 有多個電荷-電壓轉換器和行列開關控制，讀出速度快很多，目前大部分500fps 以上的高速相機都是CMOS 相機。此外CMOS 的地址選通開關可以隨機采樣，實現(xiàn)子窗口輸出，在僅輸出子窗口圖像時可以獲得更高的速度。

⑷ 噪聲

CCD 技術發(fā)展較早，比較成熟，采用PN 結或二氧化硅（SiO2）隔離層隔離噪聲，成像質量相對CMOS 光電傳感器有一定優(yōu)勢。由于CMOS 圖像傳感器集成度高，各元件、電路之間距離很近，干擾比較嚴重，噪聲對圖像質量影響很大。近年，隨著CMOS 電路消噪技術的不斷發(fā)展，為生產高密度優(yōu)質的CMOS 圖像傳感器提供了良好的條件。

5：工業(yè)相機都有哪些主要參數(shù)？

⑴分辨率

⑵ 速度（幀頻/行頻）

⑶ 噪聲

⑷ 信噪比

⑸ 動態(tài)范圍

⑹ 像元深度

⑺ 光譜響應

⑻ 光學接口

6：工業(yè)相機的分辨率是如何定義的？

分辨率是相機最基本的參數(shù)，由相機所采用的芯片分辨率決定，是芯片靶面排列的像元數(shù)量。通常面陣相機的分辨率用水平和垂直分辨率兩個數(shù)字表示，如：1920（H）x 1080(V)，前面的數(shù)字表示每行的像元數(shù)量，即共有1920個像元，后面的數(shù)字表示像元的行數(shù)，即1080 行。現(xiàn)在相機的分辨率通常表示多少K,如1K（1024），2K(2048)，3K(4096)等。在采集圖像時，相機的分辨率對圖像質量有很大的影響。在對同樣大的視場（景物范圍）成像時，分辨率越高，對細節(jié)的展示越明顯。

7：工業(yè)相機的幀頻和行頻是什么意思？

相機的幀頻/行頻表示相機采集圖像的頻率，通常面陣相機用幀頻表示，單位fps（Frame Per second），如30fps，表示相機再1 秒鐘內最多能采集30 幀圖像；線陣相機通常用行頻便是單位KHz,如12KHz 表示相機再1 秒鐘內最多能采集12000 行圖像數(shù)據(jù)。速度是相機的重要參數(shù)，在實際應用中很多時候需要對運動物體成像。相機的速度需要滿足一定要求，才能清晰準確的對物體成像。相機的幀頻和行頻首先受到芯片的幀頻和行頻的影響，芯片的設計最高速度則主要是由芯片所能承受的最高時鐘決定。

8： 工業(yè)相機的噪聲是什么意思？

工業(yè)相機的噪聲是指成像過程中不希望被采集到的，實際成像目標外的信號。根據(jù)歐洲相機測試標準EMVA1288 中，定義的相機中的噪聲從總體上可分為兩類：一類是由有效信號帶來的符合泊松分布的統(tǒng)計漲落噪聲，也叫散粒噪聲（shot noise）,這種噪聲對任何相機都是相同的，不可避免，尤其確定的計算公式。（就是：噪聲的平方= 信號的均值）。第二類是相機自身固有的與信號無關的噪聲，它是由圖像傳感器讀出電路、相機信號處理與放大電路等帶來的噪聲，每臺相機的固有噪聲都不一樣。另外，對數(shù)字相機來說，對視頻信號進行模擬轉換時會產生量化噪聲，量化位數(shù)越高，噪聲越低。

9： 工業(yè)相機的信噪比什么意思？

相機的信噪比定義為圖像中信號與噪聲的比值（有效信號平均灰度值與噪聲均方根的比值），代表了圖像的質量，圖像信噪比越高，圖像質量越好。

10： 工業(yè)相機中動態(tài)范圍是什么意思？

相機的動態(tài)范圍表明相機探測光信號的范圍，動態(tài)范圍可用兩種方法來界定，一種是光學動態(tài)范圍，指飽和時最大光強與等價于噪聲輸出的光強的比值，由芯片的特性決定。另一種是電子動態(tài)范圍，他指飽和電壓和噪聲電壓之間的比值。對于固定相機其動態(tài)范圍是一個定值，不隨外界條件變化而變化。在線性響應去，相機的動態(tài)范圍定義為飽和曝光量與噪聲等效曝光量的比值：動態(tài)范圍=光敏元的滿阱容量/等效噪聲信號動態(tài)范圍可用倍數(shù)、dB 或Bit 等方式來表示。動態(tài)范圍大，則相機對不同的光照強度有更強的適應能力。

11：工業(yè)相機里的像元深度是什么意思？

數(shù)字相機輸出的數(shù)字信號，即像元灰度值，具有特殊的比特位數(shù)，稱為像元深度。對于黑白相機這個值的方位通常是8-16bit。像元深度定義了灰度由暗道亮的灰階數(shù)。例如，對于8bit的相機0 代表全暗而255 代表全亮。介于0 和25 之間的數(shù)字代表一定的亮度指標。10bit 數(shù)據(jù)就有1024個灰階而12bit有4096個灰階。每一個應用我們都要仔細考慮是否需要非常細膩的灰度等級。從8bit上升到10bit 或者12bit 的確可以增強測量的精度，但是也同時降低了系統(tǒng)的速度，并且提高了系統(tǒng)集成的難度（線纜增加，尺寸變大），因此我們也要慎重選擇。

12： 工業(yè)相機都有哪些接口？

接口是指相機與鏡頭之間的借口，常用的鏡頭的借口有C口，CS口，F(xiàn)口。

13： 工業(yè)相機是怎么分類的？

⑴ 按照芯片結構分類：CCD 相機 CMOS 相機

⑵ 按照傳感器結構分： 面陣相機 線陣相機

⑶ 按照輸出模式分類：模擬相機 數(shù)字相機

⑷ 彩色相機 黑白相機

14： 工業(yè)相機與普通數(shù)碼相機的區(qū)別在哪里？

⑴ 工業(yè)相機的快門時間特別短，能清晰地抓拍快速運動的物體，而普通相機抓拍快速運動的物體非常模糊；

⑵ 工業(yè)相機的圖像傳感器是逐行掃描的，而普通相機的圖像傳感器是隔行掃描的，甚至是隔三行掃描；

⑶ 工業(yè)相機的拍攝速度遠遠高于普通的相機；工業(yè)相機每秒可以拍攝十幅到幾百幅的圖片，而普通相機只能拍攝2-3 幅圖像；

⑷ 工業(yè)相機輸出的是裸數(shù)據(jù)，它的光譜范圍也往往比較寬，比較適合進行高質量的圖像處理算法，普遍應用于機器視覺系統(tǒng)中。而普通相機拍攝的圖片，它的光譜范圍只適合人眼視覺，并且經過了MPEG 壓縮，圖像質量也較差；

15： 如何選擇線陣相機？

⑴ 計算分辨率：幅寬除以最小檢測精度得出每行需要的像素。

⑵ 檢測精度：幅寬除以像素得出實際檢測精度。

⑶ 掃描行數(shù)：每秒運動速度長度除以精度得出每秒掃描行數(shù)。

根據(jù)以上計算結果選擇線陣相機舉例如下：

如幅寬為1600 毫米、精度1 毫米、運動速度22000mm/s 相機：1600/1＝1600 像素 最少2000像素，選定為2k 相機 1600/2048＝0.8 實際精度22000mm/0.8mm＝27.5KHz 應選定相機為2048 像素28kHz 相機

16： 線陣相機有哪些特點？

⑴ 線陣相機使用的線掃描傳感器通常只有一行感光單元（少數(shù)彩色線陣使用三行感光單元的傳感器）

⑵ 線陣相機每次只采集一行圖像；

⑶ 線陣相機每次只輸出一行圖像；

⑸ 與傳統(tǒng)的面陣相機相比，面陣掃描每次采集若干行的圖像并以幀方式輸出。

17：為什么要在機器視覺檢測中使用線陣相機？

⑴ 線陣相機有更高的分辨率；線陣相機每行像素一般為1024，2048，4096，8012；而一般的面陣相機僅為640，768，1280，大于2048的面陣很少見。

⑵ 線陣相機的采集速度更快；不同型號的線陣相機采集速度從每秒5000 行-60000 行不等，用戶可以選擇沒幾行或者每十幾行即構成一幀圖像進行處理一次，因此可以達到很高的幀率。

⑶ 線陣相機可以不間斷的連續(xù)采集和處理；線陣相機可以對直線運動的物體（直線導軌，滾筒上的紙張，織物，印刷品，傳送帶上的物體等）進行連續(xù)采集。

⑷ 線陣相機有更簡單合理的構造。與面陣相機相比，線陣相機不會浪費分辨率采集到無用數(shù)據(jù)。

18：什么是智能工業(yè)相機？

智能工業(yè)相機并不是一臺簡單的相機，而是一種高度集成化的微小型機器視覺系統(tǒng)。它將圖像的采集、處理與通信功能集成于單一相機內，從而提供了具有多功能、模塊化、高可靠性、易于實現(xiàn)的機器視覺解決方案。智能工業(yè)相機一般由圖像采集單元、圖像處理單元、圖像處理軟件、網絡通信裝置等構成。由于應用了最新的DSP、FPGA 及大容量存儲技術，其智能化程度不斷提高，可滿足多種機器視覺的應用需求。

19： CCD 芯片與CMOS 芯片的主要參數(shù)有哪些？

在機器視覺中主要采用的兩類光電傳感芯片分別為CCD 芯片和CMOS 芯片，CCD 是ChargeCoupled Device(電荷耦合器件)的縮寫，CMOS 是Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistor(互補金屬氧化物半導體)的縮寫。無論是CCD 還CMOS，他們的作用都是通過光電效應將光信號轉換成電信號（電壓/電流），進行存儲以獲得圖像。CCD 芯片與CMOS 芯片的主要參數(shù)有：

① 像元尺寸

像元尺寸指芯片像元陣列上每個像元的實際物理尺寸，通常的尺寸包括14um,10um,9um , 7um ,6.45um ,3.75um 等。像元尺寸從某種程度上反映了芯片的對光的響應能力，像元尺寸越大，能夠接收到的光子數(shù)量越多，在同樣的光照條件和曝光時間內產生的電荷數(shù)量越多。對于弱光成像而言，像元尺寸是芯片靈敏度的一種表征。

② 靈敏度

靈敏度是芯片的重要參數(shù)之一，它具有兩種物理意義。一種指光器件的光電轉換能力，與響應率的意義相同。即芯片的靈敏度指在一定光譜范圍內，單位曝光量的輸出信號電壓（電流），單位可以為納安/勒克斯nA/Lux、伏/瓦（V/W）、伏/勒克斯（V/Lux）、伏/流明（V/lm）。另一種是指器件所能傳感的對地輻射功率（或照度），與探測率的意義相同，。單位可用瓦（W）或勒克斯（Lux）表示。

③ 壞點數(shù)

由于受到制造工藝的限制，對于有幾百萬像素點的傳感器而言，所有的像元都是好的情況幾乎不太可能，壞點數(shù)是指芯片中壞點（不能有效成像的像元或相應不一致性大于參數(shù)允許范圍的像元）的數(shù)量，換點數(shù)是衡量芯片質量的重要參數(shù)。

④ 光譜響應

光譜響應是指芯片對于不同光波長光線的響應能力，通常用光譜響應曲線給出。

20：線陣相機與面陣相機的區(qū)別在哪里？

線陣CCD 工業(yè)相機主要應用于工業(yè)、醫(yī)療、科研與安全領域的圖象處理。在機器視覺領域中，線陣工業(yè)相機是一類特殊的視覺機器。與面陣工業(yè)相機相比，它的傳感器只有一行感光元素，因此使高掃描頻率和高分辨率成為可能。線陣工業(yè)相機的典型應用領域是檢測連續(xù)的材料，例如金屬、塑料、紙和纖維等。被檢測的物體通常勻速運動 , 利用一臺或多臺工業(yè)相機對其逐行連續(xù)掃描 , 以達到對其整個表面均勻檢測。可以對其圖像逐行進行處理 , 或者對由多行組成的面陣圖像進行處理。另外線陣工業(yè)相機非常適合測量場合，這要歸功于傳感器的高分辨率 , 它可以準確測量到微米。

對于面陣CCD 來說，應用面較廣，如面積、形狀、尺寸、位置，甚至溫度等的測量。面陣CCD 的優(yōu)點是可以獲取二維圖像信息，測量圖像直觀。缺點是像元總數(shù)多，而每行的像元數(shù)一般較線陣少，幀幅率受到限制，而線陣CCD 的優(yōu)點是一維像元數(shù)可以做得很多，而總像元數(shù)角較面陣CCD 工業(yè)相機少，而且像元尺寸比較靈活，幀幅數(shù)高，特別適用于一維動態(tài)目標的測量。

21：線陣相機是如何定義的？

線陣工業(yè)相機，機顧名思義是呈“線”狀的。雖然也是二維圖像，但極長，幾K 的長度，而寬度卻只有幾個像素的而已。一般上只在兩種情況下使用這種相機：

① 被測視野為細長的帶狀，多用于滾筒上檢測的問題。

② 需要極大的視野或極高的精度。

③ 選擇工業(yè)相機的一般步驟是什么？

第一步，首先需要知道系統(tǒng)精度要求和工業(yè)相機分辨率；

第二步，需要知道系統(tǒng)速度要求與工業(yè)相機成像速度；

第三步，需要將工業(yè)相機與圖像采集卡一并考慮，因為這涉及到兩者的匹配；

第四步，價格的比較。

23：如何用機器視覺系統(tǒng)要求的精度來計算出需要選用相機的分辨率(像素)？

知道實際檢測精度來反推該選用多大像素的工業(yè)相機可以通過公式來計算得出：X 方向系統(tǒng)精度（X 方向像素值）=視野范圍（X 方向）/CCD 芯片像素數(shù)量（ X 方向）；Y 方向系統(tǒng)精度（Y 方向像素值）=視野范圍（Y方向）/CCD 芯片像素數(shù)量（ Y 方向）來獲得。當然理論像素值的得出，要由系統(tǒng)精度及亞像素方法綜合考慮；

24：如何根據(jù)實際要求的檢測速度來推導出該選用什么速度的工業(yè)相機？

系統(tǒng)單次運行速度=系統(tǒng)成像（包括傳輸）速度 系統(tǒng)檢測速度，雖然系統(tǒng)成像（包括傳輸）速度可以根據(jù)工業(yè)相機異步觸發(fā)功能、快門速度等進行理論計算，最好的方法還是通過軟件進行實際測試；

25：工業(yè)相機需要與圖像采集卡匹配哪些才能正常使用？

工業(yè)相機需要與圖像采集卡匹配好才能正常使用，一般需要匹配以下幾個：

① 視頻信號的匹配，對于黑白模擬信號相機來說有兩種格式，CCIR和RS170（EIA），通常采集卡都同時支持這兩種工業(yè)相機；

② 分辨率的匹配，每款板卡都只支持某一分辨率范圍內的相機；

③ 特殊功能的匹配，如要是用相機的特殊功能，先確定所用板卡是否支持此功能，比如，要多部相機同時拍照，這個采集卡就必須支持多通道，如果相機是逐行掃描的，那么采集卡就必須支持逐行掃描；

④ 接口的匹配，確定相機與板卡的接口是否相匹配。如CameraLink、Firewire1394 等。

26：USB 接口的工業(yè)相機與1394 接口工業(yè)相機的區(qū)別在哪里？

USB 相機與1394 相機從接口方面來說影響到我們選擇的因素主要有以下幾點：

① 協(xié)議規(guī)范：1394 設備相關工業(yè)規(guī)范協(xié)議有50 多種，涉及到從攝像機、工業(yè)相機、等設備。各廠家的1394 工業(yè)相機大都遵循DCAM 工業(yè)規(guī)范。而USB 工業(yè)相機的接口是近期從商業(yè)PC 應用中發(fā)展起來的商業(yè)規(guī)范。

②供電方式：1394 工業(yè)相機操作電壓為8 到30VDC，USB 工業(yè)相機工作電壓是5VDC。從供電范圍角度看，1394接口符合工業(yè)領域單獨設備的直流供電要求，比如12VDC 或24VDC；而USB 接口采用電子線路TTL 標準電壓供電，一般做設備內部供電使用。

③ 操作系統(tǒng)配合：1394 接口工業(yè)相機在系統(tǒng)重新啟動后能夠保持原先的地址不變，而USB 接口工業(yè)相機每次啟動后都需要系統(tǒng)重新分配地址的。

④ 數(shù)據(jù)傳輸：1394 接口在處理多臺工業(yè)相機的數(shù)據(jù)傳輸時，有著先天的優(yōu)勢。從發(fā)展背景來看，USB 接口是承接RS232 接口的新一代高速數(shù)據(jù)傳輸接口，而1394 接口的工業(yè)相機是作為替代SCSI 和PCI 總線的而設計的。

27：智能工業(yè)相機與一般工業(yè)相機區(qū)別在哪里？

智能相機與工業(yè)相機區(qū)別，簡言之：智能相機是一種高度集成化的微小型機器視覺系統(tǒng)；而工業(yè)相機是機器視覺系統(tǒng)的組成部分之一。

28：智能工業(yè)相機中圖像采集單元的主要功能是什么？

在智能相機中，圖像采集單元相當于普通意義上的CCD/CMOS 相機和圖像采集卡。它將光學圖像轉換為模擬/數(shù)字圖像，并輸出至圖像處理單元。

29：智能工業(yè)相機中圖像處理單元起什么作用

在智能工業(yè)相機中，圖像處理單元類似于圖像采集、處理卡。它可對圖像采集單元的圖像數(shù)據(jù)進行實時的存儲，并在圖像處理軟件的支持下進行圖像處理。

30：智能工業(yè)相機中圖像處理軟件的主要作用是什么？

圖像處理軟件主要在圖像處理單元硬件環(huán)境的支持下，完成圖像處理功能。如幾何邊緣的提取、Blob、灰度直方圖、OCV/OVR、簡單的定位和搜索等。在智能相機中，以上算法都封裝成固定的模塊，用戶可直接應用而無需編程。

31：智能工業(yè)相機中網絡通信裝置起什么作用？

網絡通信裝置是智能相機的重要組成部分，主要完成控制信息、圖像數(shù)據(jù)的通信任務。智能相機一般均內置以太網通信裝置，并支持多種標準網絡和總線協(xié)議，從而使多臺智能相機構成更大的機器視覺系統(tǒng)。

32：從那幾個方面來比較工業(yè)相機的幾種接口？

以下是工業(yè)相機幾種接口的比較：

接口	GigE(千兆以太網)接口	Firewie(1394接口)	USB 接口	Camera Link接口
標準類型	Commercial	Consumer	consumer	Commercial
連接方式	點對點或LAN Link(Cat5TP-J45)	點對點共享總線	主/從共享總線	點對點(MDR b26pin)
帶寬	1000Mb/s連續(xù)模式	400Mb/s連續(xù)模式	12Mb/s USB1 480Mb/s USB2 突發(fā)模式	2380Mb/(base) 7140Mb(full) 連續(xù)模式
距離	100m(no switch)	4.5m	5m	10m
可連接設備數(shù)量	Unilimited	63	127	1
PC Interface	GigE NIC	PCI Card	PCI Card	PCI Frame grabber

33：選擇工業(yè)相 機時應注意什么？

⑴ 根據(jù)應用的不同來決定是需要選用CCD 還是CMOS 相機CCD 工業(yè)相機主要應用在運動物體的圖像提取，如貼片機，當然隨著CMOS 技術的發(fā)展，許多貼片機也在選用CMOS 工業(yè)相機。用在視覺自動檢查的方案或行業(yè)中一般用CCD 工業(yè)相機比較多。 CMOS 工業(yè)相機由成本低，功耗低也應用越來越廣泛。⑵ 分辨率的選擇，首先考慮待觀察或待測量物體的精度，根據(jù)精度選擇分辨率。其次看工業(yè)相機的輸出，若是體式觀察或機器軟件分析識別，分辨率高是有幫助的；若是VGA 輸出或USB輸出，在顯示器上觀察，則還依賴于顯示器的分辨率，工業(yè)相機的分辨率再高，顯示器分辨率不夠，也是沒有意義的；利用存儲卡或拍照功能，工業(yè)相機的分辨率高也是有幫助的。

⑶ 與鏡頭的匹配，傳感器芯片尺寸需要小于或等于鏡頭尺寸，C 或CS 安裝座也要匹配（或者增加轉接口）；

⑷ 相機幀數(shù)選擇，當被測物體有運動要求時，要選擇幀數(shù)高的工業(yè)相機。但一般來說分辨率越高，幀數(shù)越低；

34：如何設置工業(yè)相機中的“自動增益控制”功能？

工業(yè)相機內有一個將來自 CCD 的信號放大到可以使用水準的視頻放大器，其放大即增益，等效于有較高的靈敏度，然而在亮光照的環(huán)境下放大器將過載，使視頻信號畸變。當開關在 ON 時，在低亮度條件下完全打開鏡頭光圈，自動增加增益以獲得清晰的圖像。開關在 OFF時，在低亮度下可獲得自然而低噪聲的圖像。

35：如何來選購圖像采集卡？

在選購及使用圖像采集卡時，需要考慮的兩個關鍵性的因素為：硬件的可靠性以及軟件的支持。在其它條件都同等的情況下，一塊復雜具有更多器件的卡會比器件較少的卡耗散更多的熱量。好的設計會采用更多的ASIC(Applica tion-specific integrated circuits)和可編程器件以減少電子器件的數(shù)量，而達到更高的功能。還可以選擇具有更少的無用功能的卡以減少不必要的麻煩。過壓保護是可靠性的一個重要指標。接近高壓會在視頻電纜產生很強的電涌，在視頻輸入端和I/O 口加過壓保護電路可保護采集卡不會被工業(yè)環(huán)境電磁干擾會產生的高壓擊穿。選擇采集卡的同時還必須考慮此視覺系統(tǒng)要選用的軟件與采集卡是否兼容，是否使用方便，其軟件是否要求付費等。

36：高速工業(yè)相機與一般工業(yè)相機相比有哪些優(yōu)勢？

⑴ 高速實時無壓縮圖像記錄，實時顯示，設定速度回顯；

⑵ 系統(tǒng)采用直接將數(shù)據(jù)寫入硬盤的記錄方式，解決了傳統(tǒng)內存記錄方式記錄時間短的問題，同時解決了傳統(tǒng)采集；

系統(tǒng)傳輸速度受PCI 總線帶寬限制的問題；

⑶ 保證100%不丟幀，解決了傳統(tǒng)內存記錄方式易丟幀、缺乏斷電保護等問題；

⑷ 系統(tǒng)獨立工作，幾乎不占用計算機資源，可靠性高；

⑸ 一套系統(tǒng)中可支持多塊板卡和相機，同時對多個目標進行跟蹤記錄；

⑹ 支持多種外部信號的疊加融合；

⑺ 支持多種圖像格式，有多種軟硬件外觸發(fā)功能；

⑻ 軟件接口簡單，便于二次開發(fā)和實時處理。

37：紅外相機有哪些類別？

紅外相機主要近紅外相機、短波紅外相機、高速紅外相機、中波紅外系列相機、基于DSP長波紅外系列相機有下幾類；

38：如何來提高工業(yè)相機的靈敏度？

工業(yè)相機的靈敏度是可以通過設置工業(yè)相機的以下功能來實現(xiàn)的：

提高工業(yè)相機靈敏度的技術
名稱	功能	技術要點
Bining功能	靈敏度提高，分辨率降低，幀速提高：適合光強較弱而分辨率要求較低的場合	提供幀、行、列同步信號，設置合并電路或合并軟件
像增強	使微光圖像得到顯著增強，適合弱光場合	用像增強器提高圖像亮度
增透膜技術	使入射光的反射率降為0，最大限度的利用入射光	在感光芯片表面鍍增透膜，利用光的折射原理提高光的透過率
普照CCD	增強成像器件的靈敏度，適合弱光場合	減薄成像器件的厚度，光從感光芯片背面入射
微透鏡	提高像素靈敏度，降低像素噪聲，提高有效填充因子	在感光像元上添加微透鏡
片內倍增	增加載流子數(shù)量，提高相機的響應度	通過倍增寄存器實現(xiàn)片內電荷能量倍增，激發(fā)更多的載流子
時間延遲積分(TDI)	通過多級曝光，提高相機的響應	N級TDI CCD的曝光時間是單級CCD的N倍，從而CCD的響應度也相應的增加N倍

39：工業(yè)相機的白平衡是什么？

白平衡（White Balance)是彩色相機中采用的技術，白平衡是對紅、綠、藍三個分量的平衡，以使相機能反映實際景物真實顏色。由于光敏元件在不同的光照條件下RGB 三個分量的輸出是不平衡的，從而會差生圖像在色彩上的失真，偏藍或者偏紅，因此需要白平衡來還原圖像的色彩。通常相機完成白平衡可以分為自動和手動白平衡兩種方式，此外還可以通過軟件實現(xiàn)白平衡。

40：如何提高相機感光均勻性？

提高相機感光均勻性技術
名稱	功能	技術要點
平場校正	克服光照的不均勻性和鏡頭中心和邊緣響應的不一致性	通過采集暗場和均與亮場圖像，計算每個像素點的增益和偏移，對圖像中各點分別進行校正
非均勻校正	消除各像素響應度的不均勻，提高圖像質量，提高圖像測量精度	測量和存儲各像素的響應度，設置校正電路或校正軟件，用校正電路或校正軟件校正非均勻性誤差

42：如何提高工業(yè)相機的動態(tài)范圍？

相機動態(tài)范圍成像的目的就是要正確地表示真實世界中從太陽光直射到最暗的陰影這樣大的范圍亮度，以下技術可以提高相機動態(tài)范圍。

提高相機動態(tài)范圍的技術
名稱	功能	技術要點
對數(shù)響應	增大成像器件的動態(tài)范圍	設置對數(shù)視頻放大電路
深溝道技術	在保持薄型CCD的量子效率高的優(yōu)點基礎上，同時提高紅光的量子效率	使用厚度為40 左右的高阻硅制作CCD
雙曝光	提高成像器件適應目標光強變化的能力，適合光強變化劇烈場合	對傳感器做曝光設置，弱光時自動采用長時間曝光，強光時自動采用短時間曝光

43：如何通過調整工業(yè)相機來提高圖像質量？

在機器視覺系統(tǒng)中，相機需要采集圖像，有時候采集的圖像質量一般，這就需要我們通過調整工業(yè)相機的一些功能參數(shù)來提高圖像質量，以下技術可提高圖像質量。

提高圖像質量的基本技術
名稱	功能	技術要點
電子曝光	消除曝光飽和、減小光暈、減小像模糊，提取運動目標圖像	感光器件中設置曝光控制門
抗光暈	消除像素光暈，避免滿阱以上的電荷溢出到相信像素中，凸高圖像清晰度	縮短曝光時間，但是有時候并不有效； 將每個像素互相隔離起來； 在每個像素旁，建立溢出過多的光電荷溝道
多模式輸出	線形模式、雙斜率模式、對數(shù)模式或者Y校正模式	設置專用的電路或軟件，以實現(xiàn)多模式輸出
數(shù)字變焦	實現(xiàn)類似光學變焦的效果，圖像質量并有明顯提升	利用內插對圖像進行放大
白平衡	消除顏色失真，提高圖像顏色逼真度	利用對標準拍板、在標準光源下成像，修正三基色通道RGB的加權系數(shù)

44：工業(yè)相機的機械快門與電子快門有什么區(qū)別？

機械快門：用彈簧或是電磁手段，控制幾片葉片的開閉，或是兩層簾幕像舞臺“拉幕”一樣左右或上下以一定寬度的縫隙“劃過”成像像場窗口，讓窗口獲得指定時間長短的“見光機會”——這就使通常的機械快門概念。

電子快門：通過電路直接操作CCD/CMOS 控制快門曝光，被稱為電子快門。利用了CCD/CMOS 不通電不工作的原理，在CCD 不通電的情況下，盡管窗口“大敞開”，但是并不能產生圖像。如果在按下快門鈕時，使用電子時間電路，使CCD/CMOS 只通電“一個指定的時間長短”，就也能獲得像有快門“瞬間打開”一樣的效果。

一般而言，機械快門的好處是不用電即可工作，缺點是高速和低速檔比較會不準確。電子快門比純機械快門更精確，性能更高(最短曝光時間可以更短等等)，可靠性更高，壽命更長。

45：數(shù)字工業(yè)相機與模擬工業(yè)相機的區(qū)別是什么？

從概念上來講，這兩種相機只在輸出信號上有區(qū)別，模擬工業(yè)相機輸出的是模擬信號，數(shù)字工業(yè)相機輸出的是數(shù)字信號。也就是說模擬工業(yè)相機的A/D 轉換是在工業(yè)相機之外進行的，數(shù)字工業(yè)相機的A/D 轉換是在工業(yè)相機內完成的。

46：如何來保養(yǎng)工業(yè)相機？

⑴ 盡量避免將攝像頭直接指向陽光，以免損害攝像頭的圖像感應器件；

⑵ 避免將攝像頭和油、蒸汽、水汽、濕氣和灰塵等物質接觸，避免和水直接接觸；

⑶ 不要使用刺激的清潔劑或者有機溶劑擦拭攝像頭；

⑷ 不要拉扯和扭轉連接線；

⑸ 非必要情況下，自己不要隨意拆卸攝像頭，試圖碰觸其內部零件，這容易對攝像頭造成損傷，認為損傷經銷商是不保修的；

⑹ 倉儲時，應當將攝像頭存放到干凈、干燥的地方。

47：什么是圖像采集卡？

圖像采集卡又稱為圖像卡，它將相機的圖像視頻信號，以幀為單位傳送到計算機的內存和VGA幀存，供計算機處理，存儲，顯示和傳輸?shù)仁褂谩Ｔ跈C器視覺系統(tǒng)中，圖像采集卡采集到的圖像供處理器做出工件是否合格、運動物體的運動偏差量、缺陷所在位置等的處理。

48：圖像采集卡都有哪些類別？

⑴ 根據(jù)輸入信號可分為模擬圖像采集卡和數(shù)字圖像采集卡；

⑵ 根據(jù)采集信號顏色可分為黑白圖像采集卡和彩色圖像采集卡；

49：分辨率和像素的關系？

分辨率和像素是成正比的，像素越大，分辨率越高。像素越高，最大輸出的影像分辨率也越高。

50：工業(yè)相機的CCD/CMOS 芯片尺寸與圖像尺寸的關系？

工業(yè)相機中的CCD/CMOS 芯片尺寸與圖像尺寸關系表如下：

CCD/CMOS尺寸	圖像尺寸(mm)
水平H	垂直V	對角D
1’’	12.8	9.6	16.0
2/3’’	8.8	6.6	11.0
1/2’’	6.4	4.8	8.0
1/3’’	4.8	3.6	6.0
1/4’’	3.6	2.7	4.0

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