工業相機(ji)是機(ji)器視覺(jue)(jue)系統的(de)(de)先鋒,負責(ze)圖像數(shu)(shu)據獲(huo)取，是視覺(jue)(jue)系統中的(de)(de)核心部件。工業相機(ji)的(de)(de)主要參數(shu)(shu)包括:分辨率、像素深(shen)度、像元尺寸(cun)、幀(zhen)率、光譜響應特性等。我們今天對幀(zhen)率進行(xing)一個細致的(de)(de)了解。   

 幀(zhen)(zhen)率(Framerate)是表(biao)示單位時間內顯示的幀(zhen)(zhen)數(shu)量度。面幀(zhen)(zhen)相機每(mei)秒(miao)采(cai)集或曝光的幀(zhen)(zhen)數(shu)(FramesperSecond),簡稱:FPS，對于線陣相機為(wei)每(mei)秒(miao)采(cai)集的行數(shu)(Hz)。

  相(xiang)機(ji)圖像(xiang)采集(ji)過(guo)程分為曝光（exposure）和讀(du)取（Readout）。第一步進行曝光動作，曝光完成后進行第二部分Readout過(guo)程即從(cong)傳感器(qi)的(de)(de)寄存器(qi)中讀(du)出數據并傳送出去（Readout過(guo)程）。針對這(zhe)兩(liang)個步驟，相(xiang)機(ji)操作有(you)兩(liang)種常見(jian)的(de)(de)方(fang)法：“non-overlapped”的(de)(de)曝光和“overlapped”的(de)(de)曝光。在(zai)非重疊(“non-overlapped”)模式(shi)中，每個圖像(xiang)采集(ji)的(de)(de)周期(qi)中，相(xiang)機(ji)在(zai)下一個圖像(xiang)采集(ji)開(kai)始前，均要完成曝光/讀(du)出整個過(guo)程。如下所示(shi)。

Non-overlapped Exposure

    為了提高相(xiang)機(ji)的(de)幀(zhen)率(lv)，允許在下一幀(zhen)圖(tu)(tu)像開(kai)始曝光時候，將(jiang)前(qian)一幀(zhen)獲(huo)得的(de)圖(tu)(tu)像數(shu)據讀(du)出(chu)并(bing)傳送出(chu)去。相(xiang)機(ji)“重疊”(“overlapped”)曝光的(de)方(fang)式下圖(tu)(tu)所示。

overlapped Exposure

 從上邊兩個圖中，我們可以知道在“non-overlapped”的曝光和“overlapped”的曝光模(mo)式底下，一幀圖像的周期存在著這樣的關系:

    "overlapped”模式下: FramePeriod ≤Exposure Time + ReadoutTime

    “non-overlapped”模式下:FramePeriod > Exposure Time + Readout Time

 而實際上(shang)COMS相機Readout time時間很小(xiao)可以忽略(lve)不計，幀(zhen)率主要取(qu)決于(yu)曝光于(yu)通信帶(dai)寬。

 以芯片(pian)CMV4000為例（長2048 X 寬2048），單(dan)張圖像大小4M。

 當曝(pu)光時(shi)(shi)間大于(yu)傳(chuan)輸(shu)時(shi)(shi)間就(jiu)(jiu)會影響(xiang)相(xiang)機幀率，而當曝(pu)光時(shi)(shi)間≤對應傳(chuan)輸(shu)時(shi)(shi)間，幀率就(jiu)(jiu)取(qu)決于(yu)傳(chuan)輸(shu)時(shi)(shi)間。