由于CMOS传感器的每个感光二极管都搭配一个放大器,而放大器属于模拟电路,很难让每个放大器所得到的结果保持一致,因此与只有一个放大器在水平寄存器输出端的CCD传感器相比,CMOS传感器的噪声就会增加很多,影响图像品质。
指线阵摄像机每秒钟能够输出的大行数。
指面阵摄像机每秒钟能够采集并输出的大帧数。限制大帧率的因素有:曝光时间、数据读出时间(图像数据从传感器传送到摄像机内部FIFO或存储器的时间)、数据传输时间(图像数据从摄像机内部FIFO或存储器到PC的时间)、像素深度和信号输出格式。
像素深度是指每个像素用多少比特位表示。一般来说,每个像素的比特位数多,表达图像细节的能力强。
信噪比是指测量到的信号与测量到的总噪声之比。
动态范围用来描述每个像素能够分辨出的灰度等级。它是饱和电压(大的输出电平)摄像机输出的噪声之比。宽动态范围能够使场景中非常亮和非常昏暗部分的细节同时被清晰的显示,如人背向站在非常亮的光线下,背景的细节和人脸上的细节都能够看的非常清晰。
摄像机的感光度(响应度)定义摄像机在固定曝光量下的灵敏性特性,它与照射的光波的波长有关。
图像采集方式主要是指 (1) 什么时候开始采集?(2) 曝光的长度?(3) 如何结束采集?
开始采集通常有软件采集和外部硬件信号触发采集二种。软件采集是计算机向摄像机发出开始采集命令,可以是单帧采集或多帧连续采集;外触发采集是通过外部触发信号启动采集,信号可以是上升沿或下降沿触发或电平触发。
曝光时间,软件命令采集是通过对寄存器编程设置实现不同长度的曝光;外触发采集的沿触发方式也是通过寄存器编程设置实现,电平触发则是用触发的电平的持续时间控制的。
采集结束控制主要针对软件采集,单帧采集结束后自动清除采集命令,连续采集要由计算机发出命令清除设置的采集命令。
快门就是控制曝光时间。传统的照相机是通过机械快门对照射在底片上的光进行遮光动作实现曝光控制。在CCD或CMOS摄像机中是利用电子快门实现曝光控制。照射在传感器上的光不断发生光电转换,电子快门的原理是只储存一定曝光时间的信号电荷,然后进行输出。
Smear现象是指当拍摄对像中含有高亮度的光线或太阳光时,高亮度部分上下方可看见很亮的垂直白线或白带。不同的CCD结构,产生smear的机理也有所不同。
摄像机选型的基本原则
根据检测项目的需求和待检目标的特点确定选用面阵摄像机还是线阵摄像机
确定选用彩色摄像机还是单色摄像机。在一些颜色分类的场合,选用单色摄像机配合不同光谱的光源或滤色片,也会使处理简化
定义待检目标的小特征和检测视场,由此确定摄像机的分辨率
根据目标运动速度和通过率,确定摄像机的帧率(行频)
根据处理需求,选择摄像机的智能特性,如: 平场校正,LUT, binning等
模拟相机带数字采集卡,经数字采集卡转换为数字信号进行传输存储。一般模拟相机分辨率很低,另外帧率也是固定的。模拟信号可能会由于工厂内其他设备(比如电动机或高压电缆)的电磁干扰而造成失真。随着噪声水平的提高,模拟相机的动态范围(原始信号与噪声之比)会降低。动态范围决定了有多少信息能够被从相机传输给计算机。
如果要求拍摄的物体是运动的,要处理的对象也是实时运动的物体,当然选择迪美捷全帧曝光的CCD芯片相机为适宜。但有的厂商生产的CMOS相机如果采用帧曝光的方式的话,也可以当作CCD来使用的。又假如物体运动的速度很慢,在我们设定的相机曝光时间范围内,物体运动的距离很小,换算成像素大小也就在一两个像素内,那么选择CMOS相机也是合适的。因为在曝光时间内,一两个像素的偏差人眼根本看不出来(如果不是做测量用的话),但超过2个像素的偏差,物体拍出来的图像就有拖影,这样就不能选择CMOS相机了。
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