工(gong)業(ye)相(xiang)機(ji)是機(ji)器視覺系統中的(de)核心(xin)器件之一(yi)，在為一(yi)項應(ying)用選(xuan)(xuan)擇相(xiang)機(ji)前，系統設計工(gong)程師需要充分了解(jie)相(xiang)機(ji)的(de)各項參(can)數(shu)指標，以選(xuan)(xuan)出最(zui)適合應(ying)用的(de)工(gong)業(ye)相(xiang)機(ji)，實(shi)現性(xing)價比(bi)最(zui)優化。

       那么，選擇相機前(qian)，要了(le)解哪些主要參數呢(ni)？

01 分辨率

       分辨率是相機最基本的參數，由相機所采用的芯片分辨率決定，在采集圖像時，相機的分辨率對檢測精度有很大的影響，在對同樣大的視場（景物范圍）成像時，分辨率越高，對細節的展示越明顯。

       常用的工業面陣相機分辨率有500萬、1200萬、6500萬等。對于線陣相機而言，分辨率就是傳感器水平方向上的像素數，常見有2K、4K、8K、16K等。

       分辨率的選擇，主要根據待測物體的尺寸估算出視野大小，再結合精度要求，最后確定需要的工業相機分辨率。

       例如：若物體尺寸為50mm，則視野可以估算為50×1.2=60mm，若單個像素的精度要求為0.02mm，則分辨率為50×1.2/0.02=3K。

       注意：選擇相機不一定是分辨率越高就越好，分辨率高帶來的圖像數據量就大，后期的算法處理就越復雜。

02 幀率/行頻

       工業(ye)相機的(de)(de)最(zui)大(da)幀(zhen)率/行(xing)頻表示(shi)單位時間內相機采集圖像的(de)(de)速率。

       通常幀率是相(xiang)(xiang)對于面陣工業(ye)相(xiang)(xiang)機(ji)來(lai)說的(de)，單位是fps，如181fps，即(ji)相(xiang)(xiang)機(ji)每秒內最多可采集(ji)181幀圖像。

       行頻是相(xiang)對(dui)于線陣工(gong)業相(xiang)機來(lai)說的，單位是kHz，如80kHz，即相(xiang)機每秒內最多可采集(ji)80000行圖(tu)像(xiang)數據。

03 像元尺寸

       像元即影像單元，是組成數字化影像的最小單元。

       像(xiang)元尺寸和像(xiang)元數（分辨率）共同決定了相(xiang)(xiang)機靶面的大小，通常工(gong)業相(xiang)(xiang)機像(xiang)元尺寸為2μm~14μm。

       像(xiang)元(yuan)尺(chi)寸從某(mou)種程度(du)上反(fan)映了芯片的(de)對光的(de)響(xiang)應(ying)能(neng)力，一(yi)般(ban)情況下，像(xiang)元(yuan)尺(chi)寸越大，能(neng)夠接收到的(de)光子(zi)數量(liang)越多(duo)，在同樣的(de)光照條(tiao)件和曝光時間內產生的(de)電(dian)荷(he)數量(liang)越多(duo)。

04 像素深度

       像(xiang)素深度(du)是指每位像(xiang)素數據的位數，通常用多少(shao)比特位表示。

       一(yi)般，每個(ge)像(xiang)素的(de)比特位數(shu)多，表達圖(tu)像(xiang)細(xi)節的(de)能力強，這個(ge)像(xiang)素的(de)灰(hui)階(jie)值更(geng)加豐富(fu)、分得更(geng)細(xi)，像(xiang)素的(de)灰(hui)階(jie)深(shen)度(du)就更(geng)深(shen)，但同時數(shu)據量也越大，影響系(xi)統的(de)圖(tu)像(xiang)處理速度(du)，因(yin)此也需(xu)慎重(zhong)選(xuan)擇。

       常見(jian)的是8bit、10bit、12bit。分辨率和像(xiang)素(su)深度共同決定了圖像(xiang)的大小(xiao)。例(li)如(ru)對于(yu)像(xiang)素(su)深度為8bit的500萬像(xiang)素(su)，則整張圖片(pian)應該(gai)有2560×2048×8/8/1024/1024=5M。

05 動態范圍

       動(dong)態(tai)范(fan)圍(wei)是用(yong)來(lai)描述每個像素(su)能(neng)夠(gou)分辨出的灰(hui)度等級，寬動(dong)態(tai)范(fan)圍(wei)能(neng)夠(gou)使(shi)場(chang)景中(zhong)亮場(chang)和暗場(chang)部分的細節同時被清晰的記錄下來(lai)。

       動態范(fan)圍(wei)值越(yue)大，意味著工業相(xiang)機可以拍(pai)攝(she)物(wu)體(ti)明暗(an)程度的范(fan)圍(wei)越(yue)寬。

06 信噪比

       工業相機的(de)(de)噪聲是(shi)指成(cheng)像過程中不希望被采集到的(de)(de)，實際成(cheng)像目(mu)標(biao)之外的(de)(de)信號。

       根據(ju)歐洲機器視覺協(xie)會(EMVA)的(de)EMVA1288標準(zhun)中(zhong)定義的(de)相機中(zhong)的(de)噪聲，總(zong)體上分為兩類：

        一類(lei)是(shi)由有(you)效信(xin)號(hao)帶(dai)來的(de)(de)散粒噪(zao)聲(sheng)(sheng)，這種(zhong)噪(zao)聲(sheng)(sheng)對任何(he)相(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)都是(shi)相(xiang)(xiang)(xiang)同的(de)(de)，不(bu)可避免(mian)；另一類(lei)是(shi)相(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)本身固有(you)的(de)(de)與信(xin)號(hao)無關的(de)(de)噪(zao)聲(sheng)(sheng)，它是(shi)由于圖像傳感(gan)器讀出(chu)電路、相(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)信(xin)號(hao)處理與放(fang)大(da)電路等帶(dai)來的(de)(de)噪(zao)聲(sheng)(sheng)，每臺相(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)的(de)(de)固有(you)噪(zao)聲(sheng)(sheng)都不(bu)一樣(yang)。

        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），其中信號可以由光強乘以量子效率乘以積分時間來計算，而噪聲則指成像過程中所有部分所產生噪聲的總和；信噪比越大，則表示混在信號里的雜波越少，圖像質量越高，畫面越干凈，看不到噪波干擾（表現為“顆粒”和“雪花”）；若信噪比越小，則畫面上可能呈現較多的“顆粒”和“雪花”，影響圖像畫面質量。

07 曝光時間

       曝光時間是為了將光投射到照相感光材料的感光面上，快門所要打開的時間；視感光材料的感光度和對感光面上的照度而定；曝光時間長，進光量就越大，適合光線條件較差的情況；曝光時間短則適合光線比較好的情況。

08 相機接口

       工業相機通常有三個基礎的接口，電源接口、數據接口與鏡頭接口。

       電源接(jie)口(kou)：顧(gu)名(ming)思義，用以相(xiang)機電源輸入接(jie)口(kou)。

       數(shu)(shu)據(ju)(ju)接口(kou)：按照接口(kou)標準不同，工(gong)業相機常(chang)用的數(shu)(shu)據(ju)(ju)接口(kou)有GigE、Camera Link、USB3.0、CoaXPress等(deng)類(lei)型。

       鏡頭接(jie)(jie)口：工(gong)業相(xiang)機鏡頭接(jie)(jie)口種類很多，常用(yong)的一(yi)般有C接(jie)(jie)口、CS接(jie)(jie)口、F接(jie)(jie)口、M42接(jie)(jie)口、M72接(jie)(jie)口等。

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