随着科技的飞速发展，工业数字相机在机器视觉、工业检测、图像处理、模式识别、人脸识别等等方面有着非常广泛的应用，但是工业相机的相关知识学习渠道相当匮乏，经过多年的技术积累，现将工业数字相机的相关基础知识做一分类整理与大家共享。

1、工业相机的主要参数

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

2、工业相机的帧频和行频的概念

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;例如：mv-vd078sc这个型号的相机，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。

3、工业相机分辨率的定义

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。

4、工业相机信噪比的概念

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。

5、工业相机噪声的概念

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。

6、工业相机的动态范围

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。在线性响应区，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：

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动态范围=光敏元的满阱容量/等效噪声信号 5bb0【中国自动化网社区】5f5a45【http://sns.ca800.com】f8

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。

7、工业相机的硬件接口

硬件接口是指相机与镜头之间的借口，常用的镜头接口有c口，cs口，f口。

8、工业相机里的像元深度

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到亮 的灰阶数。例如：对于8bit的相机0代表全暗而25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。

9、工业相机的分类

①按照芯片结构分类：ccd相机&cmos相机如：mv-vd078sc&mv-1300uc

②按照传感器结构分：面阵相机&线阵相机如：mv-vd200sc&p2-2x-01k40

③按照输出模式分类：模拟相机&数字相机如：vs-808h&mv-vs142fc

④彩色相机&黑白相机如：vs-808hc&mv-vs142fm

10、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。

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。

11、工业相机与普通数码相机的区别

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

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