视觉⼯程师必须知道的⼯业相机50问，绝对⼲货！
1：⼯业相机的丢帧的问题是由什么原因引起的?
经常会有⼀些机器视觉⼯程师认为USB接⼝的⼯业相机会造成丢帧现象。⼀般⽽⾔，⼯业相机丢帧与⼯业相机所采⽤的传输接⼝是没有关系的，⽆论是USB，还是1394、GigE、或者是CameraLink。设计不良的驱动程序或⼯业相机硬件才是造成丢帧的真正原因：设计不良的⼯业相机之所以会发⽣丢帧的现象，其实就是资料通道的堵塞，⽆法及时处理，所以新的图像进来时，前⼀张可能被迫丢弃，或是新的图像被迫丢弃。要解决这问题，需要设计者针对驱动程序与⼯业相机硬件资料传输的每个环节进⾏精密的设计。
2：⼯业相机输⼊、输出接⼝有哪些?
在机器视觉检测技术中，⼯业相机的输⼊、输出接⼝有Camera Link、IEEE 1394、USB2.0、Ethernet、USB3.0⼏种；
3：知道被测物的长、宽、⾼以及要求的测量精度，如何来选择CCD 相机和⼯业镜头，选择以上器件需要注意什么?
⾸先要选择合适的镜头。选择镜头应该遵循以下原则：
1).与之相配的相机的芯⽚尺⼨是多⼤；
2).相机的接⼝类型是哪种的，C 接⼝，CS 接⼝还是其它接⼝；
3).镜头的⼯作距离；
4).镜头视场⾓；
5).镜头光谱特性；
6).镜头畸变率；
7).镜头机械结构尺⼨；
染发技巧选择CCD 相机时，应该综合考虑以下⼏个⽅⾯：
1).感光芯⽚类型；CCD 还是CMOS
2).视频特点；包括点频、⾏频。
3).信号输出接⼝；
4).相机的⼯作模式：连续，触发，控制，异步复位，长时间积分。
4).相机的⼯作模式：连续，触发，控制，异步复位，长时间积分。
5).视频参数调整及控制⽅法：Manual、RS232.
同时，选择CCD 的时候应该注意，l inch = 16mm ⽽不是等于25.4mm.
4：CCD 相机与CMOS 相机的区别在哪⾥？
1、成像过程
CCD 与CMOS 图像传感器光电转换的原理相同，他们最主要的差别在于信号的读出过程不同；由于CCD仅有⼀个（或少数⼏个）输出节点统⼀读出，其信号输出的⼀致性⾮常好；⽽CMOS 芯⽚中，每个像素都有各⾃的信号放⼤器，各⾃进⾏电荷-电压的转换，其信号输出的⼀致性较差。但是CCD 为了读出整幅图像信号，要求输出放⼤器的信号带宽较宽，⽽在CMOS 芯⽚中，每个像元中的放⼤器的带宽要求较低，⼤⼤降低了芯⽚的功耗，这就是CMOS芯⽚功耗⽐CCD 要低的主要原因。尽管降低了功耗，但是数以百万的放⼤器的不⼀致性却带来了更⾼的固定噪声，这⼜是CMOS 相对CCD 的固有劣势。
2、集成性
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从制造⼯艺的⾓度看，CCD 中电路和器件是集成在半导体单晶材料商，⼯艺较复杂，世界上只有少数⼏家⼚商能够⽣产CCD 晶元，如DALSA、SONY、松下等。CCD 仅能输出模拟电信号，需要后续的地址译码器、模拟转换器、图像信号处理器处理，并且还需要提供三组不同电压的电源同步时钟控制电路，集成度⾮常低。⽽CMOS是集成在被称作⾦属氧化物的版单体材料上，这种⼯艺与⽣产数以万计的计算机芯⽚和存储设备等半导体集成电路的⼯艺相同，因此声场CMOS 的成本相对CCD 低很多。同时CMOS 芯⽚能将图像信号放⼤器、信号读取电路、A/D 转换电路、图像信号处理器及控制器等集成到⼀块芯⽚上，只需⼀块芯⽚就可以实现相机的所有基本功能，集成度很⾼，芯⽚级相机概念就是从这产⽣的。随着CMOS 成像技术的不断发展，有越来越多的公司可以提供⾼品质的CMOS 成像芯⽚，包括：Micron、CMOSIS、Cypress等。
3、速度
CCD 采⽤逐个光敏输出，只能按照规定的程序输出，速度较慢。CMOS 有多个电荷-电压转换器和⾏列开关控制，读出速度快很多，⽬前⼤部分500fps 以上的⾼速相机都是CMOS 相机。此外CMOS 的地址选通开关可以随机采样，实现⼦窗⼝输出，在仅输出⼦窗⼝图像时可以获得更⾼的速度。
4、噪声
CCD 技术发展较早，⽐较成熟，采⽤PN 结或⼆氧化硅（SiO2）隔离层隔离噪声，成像质量相对CM
OS 光电传感器有⼀定优势。由于CMOS 图像传感器集成度⾼，各元件、电路之间距离很近，⼲扰⽐较严重，噪声对图像质量影响很⼤。近年，随着CMOS 电路消噪技术的不断发展，为⽣产⾼密度优质的CMOS 图像传感器提供了良好的条件。
如何制作风筝5：⼯业相机都有哪些主要参数？
1.分辨率
2. 速度（帧频/⾏频）
3. 噪声
4. 信噪⽐
5. 动态范围
6. 像元深度
7. 光谱响应
8. 光学接⼝
6：⼯业相机的分辨率是如何定义的？
分辨率是相机最基本的参数，由相机所采⽤的芯⽚分辨率决定，是芯⽚靶⾯排列的像元数量。通常⾯阵相机的分辨率⽤⽔平和垂直分辨率两个数字表⽰，如：1920（H）x 1080(V)，前⾯的数字表⽰每⾏的像元数量，即共有1920个像元，后⾯的数字表⽰像元的⾏数，即1080 ⾏。现在相机的分辨率通常表⽰多少K，如1K（1024），2K(2048)，3K(4096)等。在采集图像时，相机的分辨率对图像质量有很⼤的影响。在对同样⼤的视场（景物范围）成像时，分辨率越⾼，对细节的展⽰越明显。
7：⼯业相机的帧频和⾏频是什么意思？
相机的帧频/⾏频表⽰相机采集图像的频率，通常⾯阵相机⽤帧频表⽰，单位fps（Frame Per second），如30fps，表⽰相机再1 秒钟内最多能采集30 帧图像；线阵相机通常⽤⾏频便是单位KHz，如12KHz 表⽰相机再1 秒钟内最多能采集12000 ⾏图像数据。速度是相机的重要参数，在实际应⽤中很多时候需要对运动物体成像。相机的速度需要满⾜⼀定要求，才能清晰准确的对物体成像。相机的帧频和⾏频⾸先受到芯⽚的帧频和⾏频的影响，芯⽚的设计最⾼速度则主要是由芯⽚所能承受的最⾼时钟决定。
8：⼯业相机的噪声是什么意思？
⼯业相机的噪声是指成像过程中不希望被采集到的，实际成像⽬标外的信号。根据欧洲相机测试标准EMVA1288 中，定义的相机中的噪声从总体上可分为两类：⼀类是由有效信号带来的符合泊松分布的统计涨落噪声，也叫散粒噪声（shot noise），这种噪声对任何相机都是相同的，不可避免，尤其确定的计算公式。（就是：噪声的平⽅= 信号的均值）。第⼆类是相机⾃⾝固有的与信号⽆关的噪声，它是由图像传感器读出电路、相机信号处理与放⼤电路等带来的噪声，每台相机的固有噪声都不⼀样。另外，对数字相机来说，对视频信号进⾏模拟转换时会产⽣量化噪声，量化位数越⾼，噪声越低。
9：⼯业相机的信噪⽐什么意思？
相机的信噪⽐定义为图像中信号与噪声的⽐值（有效信号平均灰度值与噪声均⽅根的⽐值），代表了图像的质量，图像信噪⽐越⾼，图像质量越好。
10：⼯业相机中动态范围是什么意思？
相机的动态范围表明相机探测光信号的范围，动态范围可⽤两种⽅法来界定，⼀种是光学动态范围，指饱和时最⼤光强与等价于噪声输出的光强的⽐值，由芯⽚的特性决定。另⼀种是电⼦动态范围，他指饱和电压和噪声电压之间的⽐值。对于固定相机其动态范围是⼀个定值，不随外界条件变化⽽变化。在线性响应去，相机的动态范围定义为饱和曝光量与噪声等效曝光量的⽐值：动态范围=光敏元的满阱容量/等效噪声信号动态范围可⽤倍数、dB 或Bit 等⽅式来表⽰。动态范围⼤，则相机对不同的光照强度有更强的适应能⼒。
11：⼯业相机⾥的像元深度是什么意思？
数字相机输出的数字信号，即像元灰度值，具有特殊的⽐特位数，称为像元深度。对于⿊⽩相机这个值的⽅位通常是8-16bit。像元深度定义了灰度由暗道亮的灰阶数。例如，对于8bit的相机0 代表全暗⽽255 代表全亮。介于0 和25 之间的数字代表⼀定的亮度指标。10bit 数据就有1024个灰阶⽽12bit有4096个灰阶。每⼀个应⽤我们都要仔细考虑是否需要⾮常细腻的灰度等级。从8bit上升到10bit 或者12bit 的确可以增强测量的精度，但是也同时降低了系统的速度，并且提⾼了系统集成的难度（线缆增
加，尺⼨变⼤），因此我们也要慎重选择。
12：⼯业相机都有哪些接⼝？
接⼝是指相机与镜头之间的借⼝，常⽤的镜头的借⼝有C⼝，CS⼝，F⼝。
13：⼯业相机是怎么分类的？
1. 按照芯⽚结构分类：CCD 相机& CMOS 相机
2. 按照传感器结构分：⾯阵相机 & 线阵相机
下雪天发朋友圈的精美句子3. 按照输出模式分类：模拟相机 & 数字相机
4. 彩⾊相机&⿊⽩相机
14：⼯业相机与普通数码相机的区别在哪⾥？
1.⼯业相机的快门时间特别短，能清晰地抓拍快速运动的物体，⽽普通相机抓拍快速运动的物体⾮常模糊；
2.⼯业相机的图像传感器是逐⾏扫描的，⽽普通相机的图像传感器是隔⾏扫描的，甚⾄是隔三⾏扫描；
3.⼯业相机的拍摄速度远远⾼于普通的相机；⼯业相机每秒可以拍摄⼗幅到⼏百幅的图⽚，⽽普通相机只能拍摄2-3 幅图像；
4.⼯业相机输出的是裸数据，它的光谱范围也往往⽐较宽，⽐较适合进⾏⾼质量的图像处理算法，普遍应⽤于机器视觉系统中。⽽普通相机拍摄的图⽚，它的光谱范围只适合⼈眼视觉，并且经过了MPEG 压缩，图像质量也较差；
15：如何选择线阵相机？
1.计算分辨率：幅宽除以最⼩检测精度得出每⾏需要的像素。仙剑奇侠传三外传攻略
2.检测精度：幅宽除以像素得出实际检测精度。
3.扫描⾏数：每秒运动速度长度除以精度得出每秒扫描⾏数。
根据以上计算结果选择线阵相机举例如下：
如幅宽为1600 毫⽶、精度1 毫⽶、运动速度22000mm/s 相机：1600/1＝1600 像素最少2000像素，选定为2k 相机1600/2048＝0.8 实际精度22000mm/0.8mm＝27.5KHz 应选定相机为2048 像素28kHz 相机
16：线阵相机有哪些特点？
1.线阵相机使⽤的线扫描传感器通常只有⼀⾏感光单元（少数彩⾊线阵使⽤三⾏感光单元的传感器）
2.线阵相机每次只采集⼀⾏图像；
3.线阵相机每次只输出⼀⾏图像；
4.与传统的⾯阵相机相⽐，⾯阵扫描每次采集若⼲⾏的图像并以帧⽅式输出。
17：为什么要在机器视觉检测中使⽤线阵相机？
1.线阵相机有更⾼的分辨率；线阵相机每⾏像素⼀般为1024，2048，4096，8012；⽽⼀般的⾯阵相机仅为
640，768，1280，⼤于2048的⾯阵很少见。
2.线阵相机的采集速度更快；不同型号的线阵相机采集速度从每秒5000 ⾏-60000 ⾏不等，⽤户可以选择没⼏⾏或者每⼗⼏⾏即构成⼀帧图像进⾏处理⼀次，因此可以达到很⾼的帧率。
3.线阵相机可以不间断的连续采集和处理；线阵相机可以对直线运动的物体（直线导轨，滚筒上的纸张，织物，印刷品，传送带上的物体等）进⾏连续采集。
4.线阵相机有更简单合理的构造。与⾯阵相机相⽐，线阵相机不会浪费分辨率采集到⽆⽤数据。
18：什么是智能⼯业相机？
智能⼯业相机并不是⼀台简单的相机，⽽是⼀种⾼度集成化的微⼩型机器视觉系统。它将图像的采集、处理与通信功能集成于单⼀相机内，从⽽提供了具有多功能、模块化、⾼可靠性、易于实现的机器视觉解决⽅案。智能⼯业相机⼀般由图像采集单元、图像处理单元、图像处理软件、⽹络通信装置等构成。由于应⽤了最新的DSP、FPGA 及⼤容量存储技术，其智能化程度不断提⾼，可满⾜多种机器视觉的应⽤需求。
拍一拍19： CCD 芯⽚与CMOS 芯⽚的主要参数有哪些？
在机器视觉中主要采⽤的两类光电传感芯⽚分别为CCD 芯⽚和CMOS 芯⽚，CCD 是ChargeCoupled Device(电荷耦合器件)的缩写，CMOS 是Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistor(互
补⾦属氧化物半导体)的缩写。⽆论是CCD 还是CMOS，他们的作⽤都是通过光电效应将光信号转换成电信号（电压/电流），进⾏存储以获得图像。CCD 芯⽚与CMOS 芯⽚的主要参数有：
1. 像元尺⼨
像元尺⼨指芯⽚像元阵列上每个像元的实际物理尺⼨，通常的尺⼨包括14um,10um,9um , 7um ,6.45um ,3.75um 等。像元尺⼨从某种程度上反映了芯⽚的对光的响应能⼒，像元尺⼨越⼤，能够接收到的光⼦数量越多，在同样的光照条件和曝光时间内产⽣的电荷数量越多。对于弱光成像⽽⾔，像元尺⼨是芯⽚灵敏度的⼀种表征。
2. 灵敏度
灵敏度是芯⽚的重要参数之⼀，它具有两种物理意义。⼀种指光器件的光电转换能⼒，与响应率的意义相同。即芯⽚的灵敏度指在⼀定光谱范围内，单位曝光量的输出信号电压（电流），单位可以为纳安/勒克斯nA/Lux、伏/⽡（V/W）、伏/勒克斯（V/Lux）、伏/流明（V/lm）。另⼀种是指器件所能传感的对地辐射功率（或照度），与探测率的意义相同，。单位可⽤⽡（W）或勒克斯（Lux）表⽰。
3. 坏点数
由于受到制造⼯艺的限制，对于有⼏百万像素点的传感器⽽⾔，所有的像元都是好的情况⼏乎不太可
能，坏点数是指芯⽚中坏点（不能有效成像的像元或相应不⼀致性⼤于参数允许范围的像元）的数量，换点数是衡量芯⽚质量的重要参数。
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