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一文看懂機器視覺工業相機與普通相機的區別
工業相機是機器視覺係統中的一個關鍵組件，其最本質的功能就是將光信號轉變成為有序的電信號。選擇合適的相機也是機器視覺係統設計中的重要環節，相機的不僅是直接決定所采集到的圖像分辨率、圖像質量等，同時也與整個係統的運行模式直接相關。
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CCD 是60年代末期由貝爾試驗室發明。開始作為一種新型的PC存儲電路，很快 CCD具有許多其他潛在的應用，包括信號和圖像（矽的光敏性）處理。
CCD 是在薄的矽晶片上處理一係列不同的功能，在每一個矽晶片上分布幾個相同的IC等可產生功能的元件，被選擇的IC從矽晶片上切下包裝在載體裏用在係統上。總結下來，CCD 主要有以下幾種類型:
1、麵陣CCD工業相機:
允許拍攝者在任何快門速度下一次曝光拍攝移動物體。
2、線陣CCD工業相機:
用一排像素掃描過圖片，做三次曝光——分別對應於紅、綠、藍三色濾鏡，正如名稱所表示的，線性傳感器是捕捉一維圖像。初期應用於廣告界拍攝靜態圖像，線性陣列，處理高分辨率的圖像時，受局限於非移動的連續光照的物體。
3、三線傳感器CCD工業相機:
在三線傳感器中，三排並行的像素分別覆蓋 RGB濾鏡，當捕捉彩色圖片時，完整的彩色圖片由多排的像素來組合成。三線CCD傳感器多用於高端數碼相機，以產生高的分辨率和光譜色階。
4、交織傳輸CCD工業相機:
這種傳感器利用單獨的陣列攝取圖像和電量轉化，允許在拍攝下一圖像時在讀取當前圖像。交織傳輸CCD通常用於低端數碼相機、攝像機和拍攝動畫的廣播拍攝機。
5、全幅麵CCD工業相機:
此種CCD 具有更多電量處理能力，更好動態範圍，低噪音和傳輸光學分辨率，全幅麵CCD 允許即時拍攝全彩圖片。全幅麵 CCD由並行浮點寄存器、串行浮點寄存器和信號輸出放大器組成。全幅麵CCD 曝光是由機械快門或閘門控製去保存圖像，並行寄存器用於測光和讀取測光值。圖像投攝到作投影幕的並行陣列上。此元件接收圖像信息並把它分成離散的由數目決定量化的元素。這些信息流就會由並行寄存器流向串行寄存器。此過程反複執行，直到所有的信息傳輸完畢。接著，係統進行精確的圖像重組。
主要參數
1. 分辨率（Resolution）:相機每次采集圖像的像素點數（Pixels），對於數字工業相機機一般是直接與光電傳感器的像元數對應的，對於模擬相機機則是取決於視頻製式，PAL製為768*576，NTSC製為640*480。
2. 像素深度（Pixel Depth）:即每像素數據的位數，一般常用的是8Bit，對於數字工業相機機一般還會有10Bit、12Bit等。
3. 最大幀率（Frame Rate）/行頻（Line Rate）:相機機采集傳輸圖像的速率，對於麵陣相機機一般為每秒采集的幀數（Frames/Sec.），對於線陣相機機為每秒采集的行數（Hz）。
4. 曝光方式（Exposure）和快門速度（Shutter）:對於線陣相機機都是逐行曝光的方式，可以選擇固定行頻和外觸發同步的采集方式，曝光時間可以與行周期一致，也可以設定一個固定的時間；麵陣工業相機有幀曝光、場曝光和滾動行曝光等幾種常見方式，數字工業相機機一般都提供外觸發采圖的功能。快門速度一般可到10微秒，高速工業相機還可以更快。
5. 像元尺寸（Pixel Size）:像元大小和像元數（分辨率）共同決定了相機機靶麵的大小。目前數字工業相機像元尺寸一般為3μm-10μm，一般像元尺寸越小，製造難度越大，圖像質量也越不容易提高。
6. 光譜響應特性(Spectral Range):是指該像元傳感器對不同光波的敏感特性，一般響應範圍是350nm－1000nm,一些相機機在靶麵前加了一個濾鏡，濾除紅外光線，如果係統需要對紅外感光時可去掉該濾鏡。
工業相機與普通相機（DSC）的區別大致如下：
1、工業相機的性能穩定可靠易於安裝，相機結構緊湊結實不易損壞，連續工作時間長，可在較差的環境下使用，一般的數碼相機是做不到這些的。例如：讓民用數碼相機一天工作24小時或連續工作幾天肯定會受不了的。
2、工業相機的快門時間非常短，可以抓拍高速運動的物體。
例如，把名片貼在電風扇扇葉上，以最大速度旋轉，設置合適的快門時間，用工業相機抓拍一張圖像，仍能夠清晰辨別名片上的字體。用普通的相機來抓拍，是不可能達到同樣效果的。
3、工業相機的圖像傳感器是逐行掃描的，而普通的相機的圖像傳感器是隔行掃描的， 逐行掃描的圖像傳感器生產工藝比較複雜，成品率低，出貨量少，世界上隻有少數公司能夠提供這類產品，例如Dalsa、Sony，而且價格昂貴。
4、工業相機的幀率遠遠高於普通相機。
工業相機每秒可以拍攝十幅到幾百幅圖片，而普通相機隻能拍攝2-3幅圖像，相差較大。
5、工業相機輸出的是裸數據（raw data），其光譜範圍也往往比較寬，比較適合進行高質量的圖像處理算法，例如朗銳智科（www.lrist.com）機器視覺（Machine Vision）應用。而普通相機拍攝的圖片，其光譜範圍隻適合人眼視覺，並且經過了mjpeg壓縮，圖像質量較差，不利於分析處理。
6、工業相機（Industrial Camera）相對普通相機（DSC）來說價格較貴。
最後更新：2017-10-24 14:03:57