工業(yè)相機(jī)與民用相機(jī)的區(qū)別
工業(yè)相機(jī)是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵組件,其最本質(zhì)的功能就是將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成小型高清工業(yè)相機(jī)為有序的電信號(hào)。
工業(yè)相機(jī)又俗稱攝像機(jī),相比于傳統(tǒng)的民用相機(jī)(攝像機(jī))而言,它具有高的圖像穩(wěn)定性、高傳輸能力和高抗干擾能力等,目前市面上工業(yè)相機(jī)大多是基于CCD或CMOS芯片的相機(jī)。CCD是目前機(jī)器視覺(jué)最為常用的圖像傳感器。它集光電轉(zhuǎn)換及電荷存貯、電荷轉(zhuǎn)移、信號(hào)讀取于一體,是典型的固體成像器件。CCD的突出特點(diǎn)是以電荷作為信號(hào),而不同于其它器件是以電流或者電壓為信號(hào)。這類成像器件通過(guò)光電轉(zhuǎn)換形成電荷包,而后在驅(qū)動(dòng)脈沖的作用下轉(zhuǎn)移、放大輸出圖像信號(hào)。典型的CCD相機(jī)由光學(xué)鏡頭、時(shí)序及同步信號(hào)發(fā)生器、垂直驅(qū)動(dòng)器、模擬/數(shù)字信號(hào)處理電路組成。CCD作為一種功能器件,與真空管相比,具有無(wú)灼傷、無(wú)滯后、低電壓工作、低功耗等優(yōu)點(diǎn)。CMOS圖像傳感器的開發(fā)最早出現(xiàn)在20世紀(jì)70 年代初,90 年代初期,隨著超大規(guī)模集成電路 (VLSI) 制造工藝技術(shù)的發(fā)展,CMOS圖像傳感器得到迅速發(fā)展。CMOS圖像傳感器將光敏元陣列、圖像信號(hào)放大器、信號(hào)讀取電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、圖像信號(hào)處理器及控制器集成在一塊芯片上,還具有局部像素的編程隨機(jī)訪問(wèn)的優(yōu)點(diǎn)。目前,CMOS圖像傳感器以其良好的集成性、低功耗、高速傳輸和寬動(dòng)態(tài)范圍等特點(diǎn)在高分辨率和高速場(chǎng)合得到了廣泛的應(yīng)用。
由于光電二極管不能檢測(cè)精確的顏色,顏色信息通過(guò)與濾色鏡或棱鏡結(jié)合被再現(xiàn)。顏色信息能通過(guò)使用紅色(R),綠色(G),藍(lán)色(B)基色濾色鏡的基色模式或者通過(guò)使用藍(lán)綠色(C),紫紅色(M),黃色(Y),綠色(G)的四色濾色鏡經(jīng)過(guò)計(jì)算創(chuàng)建圖像的補(bǔ)色濾色鏡模式獲得。
總之,基色模式創(chuàng)建的圖像比較暗,但是由于它更高的色彩飽和度表現(xiàn)出更精確的顏色。這個(gè)特點(diǎn)即高度的色彩再現(xiàn)能力。
工業(yè)相機(jī)與民用相機(jī)的區(qū)別在于:
1、工業(yè)相機(jī)的快門時(shí)間非常短,可以抓拍快速運(yùn)動(dòng)的物體: 舉個(gè)例子,把一張名片貼在電風(fēng)扇扇葉上,以最大速度旋轉(zhuǎn),用工業(yè)相機(jī)抓拍一張圖像,能清晰的辨別名片上的字體。然而用一般的相機(jī)來(lái)拍攝,是根本不可能達(dá)到這樣效果的。
2、工業(yè)相機(jī)的圖像傳感器是逐行掃描的,而一般攝像機(jī)的圖像傳感器是隔行掃描的,甚至是隔三行掃描的:逐行掃描的圖像傳感器生產(chǎn)比較困難,成品率低,出貨量也少,世界上只有少數(shù)幾個(gè)公司能夠提供這類產(chǎn)品,例如Dalsa、Sony,而且價(jià)格昂貴。百萬(wàn)級(jí)逐行掃描CCD的價(jià)格,從人民幣4000元到3萬(wàn)元不等,其中的技術(shù)參數(shù)也頗為繁多。只有采用逐行掃描的圖像傳感器,才有可能清晰抓拍快速運(yùn)功物體。
3、工業(yè)相機(jī)的拍攝速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般相機(jī):工業(yè)相機(jī)每秒可以拍攝十幅到幾百幅的圖片,而一般相機(jī)只能拍攝2-3幅圖像,相差甚遠(yuǎn)。
4、工業(yè)相機(jī)輸出的是裸數(shù)據(jù),其光譜范圍也往往比較寬,比較適合進(jìn)行高質(zhì)量的圖像處理算法,普遍應(yīng)用于機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中。而一般相機(jī)(DSC)拍攝的圖片,其光譜范圍只適合人眼視覺(jué),并且經(jīng)過(guò)了MPEG壓縮,圖像質(zhì)量也較差。