相机基础知识
工业相机是机器视觉系统的关键组件之一，其目的就是将光信号转变成有序的数字信号。根据项目需求选择合适的工业相机也是视觉应用中的重要步骤，相机的选择不仅决定图像质量、算法难度等，同时对整个机器视觉系统的稳定性有着重要影响。
具体来讲，机器视觉应用的场景相对复杂，要识别的物体种类多，形状不规则、规律性不强，有时甚至很难用客观量作为是被的依据，但是很多场景对准确度和处理速度要求都比较高，而且往往要求实时，处理速度非常关键。这意味着，工业相机必须具有高分辨率，高帧速低噪声等特点。
一、工业相机类型
按照输出信号类型的不同分为模拟相机和数字相机两种。而数字相机按照接口标准不同，可以分为1394相机、USB相机、CameraLink相机以及Gige相机四种。其中CameraLink接口相机能够解决大数据量传送问题；Gige接口相机能够解决长距离、快速传输问题；而1394相机和USB接口相机具有简单易用、性价比高等特点。相机常用接口比较：
GigE /gegi/
下面针对常用的场景CCD和COMS进行概述。
CCD是目前机器视觉最为常用的图像传感器。 它的突出特点是以电荷作为信号，而不同于其器件是以电流或者电压为信号。这类成像器件通过光电转换形成电荷包，而后在驱动脉冲的作用下转移、放大输出图像信号。
CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor)图像传感器将光敏元阵列、图像信号放大器、信号读取电路、模数转换电路、图像信号处理器及控制器集成在一块芯片上，还具有局部象素的编程随机访问的优点。
ccd与cmos区别
二、如何选择相机
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1、根据应用的不同分别选用CCD或CMOS相机
CCD工业相机主要应用在运动物体的图像提取，当然随着CMOS技术的发展，很多贴片机也在选用CMOS工业相机。用在视觉自动检查的方案或行业中一般用CCD工业相机比较多。CMOS工业相机由成本低，功耗低也应用越来越广泛。 -
2、根据系统精度要求确定相机分辨率
根据系统需求来选择分辨率大小，首先考虑待观察或待测量物体的精度，根据精度选择分辨率。
相机分辨率（X方向）=最佳视野范围（X方向）÷理论像素值（X方向）
相机分辨率（Y方向）=最佳视野范围（Y方向）÷理论像素值（Y方向）
理论像素值的得出，要由系统精度及亚像素综合考虑。 -
3、与视觉硬件的匹配
分辨率的匹配。每一款板卡都支持某一分辨率范围内的相机。
特殊功能的匹配。如果使用相机的特殊功能，先要确定所用板卡支持此功能。
接口的匹配。确定相机与板卡的接口相匹配。如CameraLink、
IEEE1394、GigE等。 -
4、相机帧率
当被测物体有运动要求时，要选择帧数高的工业相机。但一般来说分辨率越高，帧数越低。 -
5、匹配镜头
传感器芯片尺寸需要小于或等于镜头尺寸，C或CS安装座也要匹配。C与CS接口的区别在于镜头与摄像机接触面至镜头焦平面的距离不同。 -
6、其他
动态成像、色彩成像、超大目标检测、精度、速度、成本。 -
7、应用案例：
比如物体的宽度，要求拍摄的物体大小为10*8mm，要求的检测精度是0.01mm。假设我们要拍摄的视野范围在12*10mm，那么相机的最低分辨率应该选择在：(12/0.01)*(10/0.01)=1200*1000，约为120万像素的相机，也就是说一个像素对应一个检测的缺陷的话，那么最低分辨率必须不少于120万像素，但市面上常见的是130万像素的相机，因此一般而言是选用130万像素的相机。实际问题是，如果一个像素对应一个缺陷的话，那么这样的系统一定会极不稳定，因为随便一个干扰像素点都可能被误认为缺陷，所以为了提高系统的精准度和稳定性，最好取缺陷面积的三倍，这样选择的相机也就在130万乘3以上，即最低不能少于300万像素，通常采用300万像素的相机为最佳方案.
换言之，我们仅仅是用来做测量用，那么采用亚像素算法，130万像素的相机也能基本上满足需求，但因为边缘清晰度的影响，在提取边缘的时候，精度就受到了极大的影响。故我们选择300万的相机的话，还可以允许提取的边缘偏离3个像素左右，这就很好的保证了测量的精度。
有些人抱着亚像素不放说要做到零点几的亚像素，那么就不用这么高分辨率的相机了。比如他们说如果做到0.1个像素，就是一个缺陷对应0.1个像素，缺陷的大小是由像素点个数来计算的，试问0.1个像素的面积怎么来表示？所以根据市面上常见的相机，选择500W的相机满足检测要求。
相机常见像素和分辨率
像素最大分辨率以200dpi最大尺寸，以300dpi最大尺寸
30万 640*480 # dpi 表示每英寸有多少点
50万 800*600
80万 1024*768 5'' （3.5*5英寸）
130万 1600*1200 6'' (4*6英寸)
200万 1600*1200 8'' (6*8英寸)
310万 2048*1536 10'' (8*10英寸)
500万 2560*1920 12'' （10*12英寸） # 现在拍摄一个1*1米的空间，那么在Y轴上，我可以理解： 1920/1000 = 1.9 表示一个毫米上有2个像素点，即精度为 0.5mm。仅适用于2D视觉
800万 3264*2488 16'' (12*16英寸)
1100万 4080*2720 20''（16*20英寸）
1400万 4536*3024 24'' (18*24英寸)
MP megapixel：百万像素，比如说 32MP，表示3200万像素，即 16000*2000
μm: 千分之一毫米
