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智能相機與工業相機區別與特性分析

2011年10月21日 10:31:22人氣:561來源:中國機器視覺商城

    智能相機與工業相機區別,簡言之:智能相機是一種高度集成化的微小型機器視覺系統;而工業相機是機器視覺系統的組成部分之一。

    智能相機(Smart Camera)并不是一臺簡單的相機,而是一種高度集成化的微小型機器視覺系統。它將圖像的采集、處理與通信功能集成于單一相機內,從而提供了具有多功能、模塊化、高可靠性、易于實現的機器視覺解決方案。同時,由于應用了的DSP、FPGA及大容量存儲技術,其智能化程度不斷提高,可滿足多種機器視覺的應用需求。

    智能相機一般由圖像采集單元、圖像處理單元、圖像處理軟件、網絡通信裝置等構成,各部分的功能如下:

    1、圖像采集單元:在智能相機中,圖像采集單元相當于普通意義上的CCD/CMOS相機和圖像采集卡。它將光學圖像轉換為模擬/數字圖像,并輸出至圖像處理單元。

    2、圖像處理單元:圖像處理單元類似于圖像采集、處理卡。它可對圖像采集單元的圖像數據進行實時的存儲,并在圖像處理軟件的支持下進行圖像處理。

    3、圖像處理軟件:圖像處理軟件主要在圖像處理單元硬件環境的支持下,完成圖像處理功能。如幾何邊緣的提取、Blob、灰度直方圖、OCV/OVR、簡單的定位和搜索等。在智能相機中,以上算法都封裝成固定的模塊,用戶可直接應用而無需編程。

    4、網絡通信裝置:網絡通信裝置的智能相機的重要組成部分,主要完成控制信息、圖像數據的通信任務。工業智能相機一般均內置以太網通信裝置,并支持多種標準網絡和總線協議,從而使多臺智能相機構成更大的機器視覺系統。

    工業相機是機器視覺系統中的一個關鍵組件,其zui本質的功能就是將光信號轉變成小型高清工業相機為有序的電信號。選擇合適的相機也是機器視覺系統設計中的重要環節,相機的不僅是直接決定所采集到的圖像分辨率、圖像質量等,同時也與整個系統的運行模式直接相關。

    工業相機主要參數

    1. 分辨率(Resolution):相機每次采集圖像的像素點數(Pixels),對于數字相機一般是直接與光電傳感器的像元數對應的,對于模擬相機則是取決于視頻制式,PAL制為768*576,NTSC制為640*480。

    2. 像素深度(Pixel Depth):即每像素數據的位數,一般常用的是8Bit,對于數字相機一般還會有10Bit、12Bit等。

    3. zui大幀率(Frame Rate)/行頻(Line Rate):相機采集傳輸圖像的速率,對于面陣相機一般為每秒采集的幀數(Frames/Sec.),對于線陣相機為每秒采集的行數(Hz)。

    4. 曝光方式(Exposure)和快門速度(Shutter):對于線陣相機都是逐行曝光的方式,可以選擇固定行頻和外觸發同步的采集方式,曝光時間可以與行周期一致,也可以設定一個固定的時間;面陣相機有幀曝光、場曝光和滾動行曝光等幾種常見方式,數字相機一般都提供外觸發采圖的功能。快門速度一般可到10微秒,高速相機還可以更快。

    5. 像元尺寸(Pixel Size):像元大小和像元數(分辨率)共同決定了相機靶面的大小。目前數字相機像元尺寸一般為3μm-10μm,一般像元尺寸越小,制造難度越大,圖像質量也越不容易提高。

    6. 光譜響應特性(Spectral Range):是指該像元傳感器對不同光波的敏感特性,一般響應范圍是350nm-1000nm,一些相機在靶面前加了一個濾鏡,濾除紅外光線,如果系統需要對紅外感光時可去掉該濾鏡。

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