自動化集成系統配套服務商-日弘智能今天為大家講講機器視覺中相機有哪些知識?機器視覺相機基礎知識。

　　一、相機就是CCD嗎?

　　通常，我們把所有相機都叫作CCD，其實很可能正使用的是CMOS。CCD以及CMOS都稱為感光元件，都是將光學圖像轉換為電子信號的半導體元件。他們在檢測光時都采用光電二極管，但是在信號的讀取和制造方法上存在不同。

　　二、像素

　　所謂像素，是指圖像的最小構成單位。電腦中的圖像，是通過像素(或者稱為PIXEL)這一規則排列的點的集合進行表現的。每一個點都擁有色調和階調等色彩信息，由此就可以描繪出彩色的圖像。

　　例如:液晶顯示器上會顯示[分辨率:1280X1024]等。這表示橫向的像素數為1280，縱向的像素數為1024。這樣的顯示器的像素總數即為280X1024=1,310720。由于像素數越多，則越可以表現出圖像的細節因此也可以說清晰度更高。

　　三、像素直徑

　　所謂像素直徑，是指每個CCD元件的大小，通常使用MM作為單位。嚴謹的說，這個大小中包含了受光元件與信號傳送通路。(=像素間距，即某個像素的中心到鄰近一個像素的中心的距離。)。也就是說，像素直徑與像素間距的值是一樣的。如果像素直徑較小，則圖像將通過較小的像素進行描繪，因此可以獲得更加精細的圖像。可以通過像素直徑和有效像素數，求出CCD元件的受光部的大小。

　　假設某個CCD元件的條件如下所示:有效像素數···768X484像素直徑··84MMX98MM

　　則受光部的大小為

　　橫向768X84MM=64512MM

　　縱向484X98MM=47432MM

　　四，CCD的大小。

　　CCD感光元件的大小，一般分為采用英寸單位表示和采用APS-C大小等規格表示這2種方式。采用英寸表示時，該尺寸并不是拍攝的實際尺寸，而是相當于攝像管的對角長度。例如，1/2英寸的CCD表示「擁有相當于1/2英寸的攝像管的拍攝范圍」。為什么如此計算呢，這是由于當初制造CCD的目的就是用來代替電視機錄像機的攝像管的。當時，由于想要繼續使用鏡頭等光學用品的需求比較強烈，由此就誕生了這種奇怪的規格。

　　五，快門速度。

　　表示CCD或CMOS感光元件中蓄積電荷的時間。如果快門速度為1/250，則蓄積光的時間為1/250秒。快門速度越快，則元件的受光量越少，相反如果快門速度越慢，則元件的受光量越多。也可以說，快門速度將起到了調整光量的作用。關于快門速度和受光量(正確來說應該稱為蓄積的電荷量)，存在以下的關系。

　　【例如】 如果將快門速度基準定為 1/1000 秒(1 ms)，則

　　·快門速度變為 1/500 秒(2 ms)，則受光量變為 2 倍。

　　·快門速度變為 1/2000 秒(0.5 ms)，則受光量變為 1/2。

　　六，增益。

　　所謂增益，是指將圖像信號進行電子增幅的過程。用于圖像處理的CCD中，配備了可以通過在暗處拍攝時增幅信號，從而看上去變得明亮的功能。另外，還配有根據拍攝對象的亮度自動進行調整的增益控制功能等。

　　七，1D相機(線掃描相機)

　　前面所有我們提到的像素呈矩陣排列的CCD即為覆蓋視覺檢測中99%應用的面陣相機。

　　而線陣相機在長度方向目前Z多有16K像素，但是寬度方向只有一個像素。通過移動來獲取圖像。

　　相比于平面相機，線掃相機主要優勢體現在兩個方面。

　　1，更高的分辨率。

　　2，成像質量更高。(反光產品，柱狀體產品)

　　另外，對于布匹裝的連續監測的產品，線掃描相機也非常方便

　　但是，相比于面陣相機，線掃描相機成本更高，安裝架設難度更高。同時，需要配合編碼器來配合觸發拍照，需要有這方面的Know-how。

　　最后，線掃描相機需要使用特殊的鏡頭和光源。

　　八，3D相機。

　　目前市面的3D相機根據成像原理不同，主要分為三種。

　　1，激光類(Laser)

　　2，多目類(Binocular Vision)

　　3，光柵類(Strip Pattern)

　　1，激光類(Laser)。

　　主要是通過三角反射原理，激光發生器投出激光束照在物體表面，反射回來的光線被CCD接受，然后建模成3D圖像。

　　激光掃描成像。

　　2，雙目類。(Binocular Vision)

　　雙目立體視覺是指用兩臺性能相當、位置固定的CCD攝像機，獲取同一景物的兩幅圖像，通過兩個攝像頭所獲取的二維圖像，來計算出景物的三維信息。在原理上比較類似人類的雙目視覺。組建一個完整的雙目立體視覺系統一般需要經過攝像機標定，圖像匹配，深度計算等步驟。

　　九，2.5D相機。

　　通過控制光源從不同角度照明，得到圖像凹凸信息產生的陰影圖像，而Z后合成計算得到3D信息的圖像(注：高度“Z”方向不能定量測量，所以叫2.5D)。

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