智能相機(jī)硬件與工業(yè)相機(jī)硬件的區(qū)別及特性分析

時(shí)間：2019-03-01  15:43:19  來(lái)源:   瀏覽數(shù): 3652

智能相機(jī)硬件與工業(yè)相機(jī)硬件的區(qū)別及特性分析，簡(jiǎn)言之：智能相機(jī)是一種高度集成化的微小型機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)；而工業(yè)相機(jī)是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的組成部分之一。

　　智能相機(jī)（Smart Camera）并不是一臺(tái)簡(jiǎn)單的相機(jī)，而是一種高度集成化的微小型機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)。它將圖像的采集、處理與通信功能集成于單一相機(jī)內(nèi)，從而提供了具有多功能、模塊化、高可靠性、易于實(shí)現(xiàn)的機(jī)器視覺(jué)解決方案。同時(shí)，由于應(yīng)用了新的DSP、FPGA及大容量存儲(chǔ)技術(shù)，其智能化程度不斷提高，可滿(mǎn)足多種機(jī)器視覺(jué)的應(yīng)用需求。

　　智能相機(jī)一般由圖像采集單元、圖像處理單元、圖像處理軟件、網(wǎng)絡(luò)通信裝置等構(gòu)成，各部分的功能如下:

　　1、圖像采集單元：在智能相機(jī)中，圖像采集單元相當(dāng)于普通意義上的CCD/CMOS相機(jī)和圖像采集卡。它將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為模擬/數(shù)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(lèi)似于圖像采集、處理卡。它可對(duì)圖像采集單元的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的存儲(chǔ)，并在圖像處理軟件的支持下進(jìn)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(huán)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(jiǎn)單的定位和搜索等。在智能相機(jī)中，以上算法都封裝成固定的模塊，用戶(hù)可直接應(yīng)用而無(wú)需編程。

　　4、網(wǎng)絡(luò)通信裝置：網(wǎng)絡(luò)通信裝置的智能相機(jī)的重要組成部分，主要完成控制信息、圖像數(shù)據(jù)的通信任務(wù)。工業(yè)智能相機(jī)一般均內(nèi)置以太網(wǎng)通信裝置，并支持多種標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)和總線(xiàn)協(xié)議，從而使多臺(tái)智能相機(jī)構(gòu)成更大的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)。

　　工業(yè)相機(jī)是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵組件，其本質(zhì)的功能就是將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成小型高清工業(yè)相機(jī)為有序的電信號(hào)。選擇合適的相機(jī)也是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，相機(jī)的不僅是直接決定所采集到的圖像分辨率、圖像質(zhì)量等，同時(shí)也與整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行模式直接相關(guān)。

　　工業(yè)相機(jī)主要參數(shù)

　　1. 分辨率（Resolution）：相機(jī)每次采集圖像的像素點(diǎn)數(shù)（Pixels），對(duì)于數(shù)字相機(jī)一般是直接與光電傳感器的像元數(shù)對(duì)應(yīng)的，對(duì)于模擬相機(jī)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?cái)?shù)據(jù)的位數(shù)，一般常用的是8Bit，對(duì)于數(shù)字相機(jī)一般還會(huì)有10Bit、12Bit等。

　　3. 大幀率（Frame Rate）/行頻（Line Rate）：相機(jī)采集傳輸圖像的速率，對(duì)于面陣相機(jī)一般為每秒采集的幀數(shù)（Frames/Sec.），對(duì)于線(xiàn)陣相機(jī)為每秒采集的行數(shù)（Hz）。

　　4. 曝光方式（Exposure）和快門(mén)速度（Shutter）：對(duì)于線(xiàn)陣相機(jī)都是逐行曝光的方式，可以選擇固定行頻和外觸發(fā)同步的采集方式，曝光時(shí)間可以與行周期一致，也可以設(shè)定一個(gè)固定的時(shí)間；面陣相機(jī)有幀曝光、場(chǎng)曝光和滾動(dòng)行曝光等幾種常見(jiàn)方式，數(shù)字相機(jī)一般都提供外觸發(fā)采圖的功能?？扉T(mén)速度一般可到10微秒，高速相機(jī)還可以更快。

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

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