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機(jī)器視覺工業(yè)相機(jī)「4種常見的分類方式」

工業(yè)相機(jī)按照不同的標(biāo)準(zhǔn)有諸多分類，了解工業(yè)相機(jī)的分類，有利于工程人員更好地選擇和使用相機(jī)，下面是工業(yè)相機(jī)比較常見的幾種分類方式:

1.按成像色彩劃分

按成像色彩可分為彩色相機(jī)和黑白相機(jī)。黑白相機(jī)是工業(yè)里常用的相機(jī)，黑白相機(jī)對(duì)圖像還原度高，能真實(shí)呈現(xiàn)圖像細(xì)節(jié)。彩色相機(jī)有 RGB 格式(3CCD彩色相機(jī))和Bayer格式 (單 CCD 彩色相機(jī))等，相對(duì)來說，在工業(yè)應(yīng)用中，除非需要顏色識(shí)別，一般不使用彩色相機(jī)。彩色相機(jī)中的 Bayer 相機(jī)由于設(shè)計(jì)原理所限，在成像時(shí)不可避免地會(huì)造成顏色失真問題，此外，由于很多圖像處理算法都是針對(duì)黑白圖像的，所以有的時(shí)候可能還需要做彩色向黑白轉(zhuǎn)化的工作。

2.按信號(hào)類型分

按信號(hào)類型可分為模擬相機(jī)和數(shù)字相機(jī)。模擬相機(jī)所輸出的信號(hào)形式為標(biāo)準(zhǔn)的模擬量視頻信號(hào)，需要配專用的圖像采集卡，才能轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可以處理的數(shù)字信息。模擬攝像機(jī)一般用于電視攝像和監(jiān)控領(lǐng)域，具有通用性好、成本低的特點(diǎn)，但一般分辨率較低、采集速度慢，而且在圖像傳輸中容易受到噪聲干擾，導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降，所以只能用于對(duì)圖像質(zhì)量要求不高的機(jī)器視覺系統(tǒng)。數(shù)字?jǐn)z像機(jī)在內(nèi)部集成了 A/D轉(zhuǎn)換電路，可以直接將模擬量的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息，不僅有效避免了圖像傳輸中的干擾問題，而且由于擺脫了標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)格式的制約，對(duì)外的信號(hào)輸出使用更加高速和靈活的數(shù)字信號(hào)傳輸協(xié)議，可以做成各種分辨率的圖像，出現(xiàn)了目前數(shù)字?jǐn)z像機(jī)百花齊放的形勢(shì)。

3.按芯片類型分

按芯片類型可分為 CCD 相機(jī)和 CMOS 相機(jī)。CCD 芯片是指“電荷耦合器件”，是一種用電荷量表示信號(hào)大小，用耦合方式傳輸信號(hào)的探測(cè)元件，在相機(jī)技術(shù)中應(yīng)用廣泛。CMOS 芯片稱為“互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體”，CMOS 實(shí)際上只是將晶體管放在硅塊上的技術(shù)，沒有更多的含義。簡(jiǎn)單來說，可以認(rèn)為 CCD 相機(jī)拍照質(zhì)量好，但成本高: CMOS 相機(jī)拍照速度快，價(jià)格便宜，但拍照質(zhì)量稍差。圖2-4 所示是這兩種芯片的示意圖。關(guān)于這兩點(diǎn)將在后續(xù)章節(jié)繼續(xù)探討。

4.按掃描方式分

按掃描方式可分為行掃描(線陣相機(jī))和面掃描(面陣相機(jī))兩種方式。線掃相機(jī)是一種比較特殊的相機(jī)，其像元是一維線狀排列的，即只有一行像元，每次只能采集一行的圖像數(shù)據(jù)，只有當(dāng)攝像機(jī)與被攝物體在縱向相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)才能得到人們平常看到的二維圖像。所以在機(jī)器視覺系統(tǒng)中一般用于被測(cè)物連續(xù)運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合或者回轉(zhuǎn)面的物體尤其適合運(yùn)動(dòng)速度較快、分辨率要求較高的情況。面陣相機(jī)就是人們平時(shí)日常生活中所見的手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)這類的相機(jī)，像元行列都有分布，一次采集整幅圖像。

以上各種分類所討論的相機(jī)都是傳統(tǒng)的，即基于 PC 的相機(jī)，這種視覺系統(tǒng)由相機(jī)和 PC組成，相機(jī)是用來獲取圖像的，PC 是為了處理和分析圖像。但隨著技術(shù)的發(fā)展尺寸越來越小的 PC 逐漸進(jìn)入大眾視野。在此期間，整個(gè)行業(yè)見證了單板機(jī)(SPC)的面世，即一種建立在單塊電路板上的計(jì)算機(jī)。與此同時(shí)，相機(jī)電子元件也變得更精巧成功生產(chǎn)出了更小巧的相機(jī)產(chǎn)品。為了不斷追求更極致的集成度，現(xiàn)在市場(chǎng)上還提供不帶外殼的小型相機(jī)，方便用戶輕松集成到精巧的系統(tǒng)中。得益于體積變小的 PC 和相機(jī)，我們將這兩種技術(shù)結(jié)合，為新應(yīng)用設(shè)計(jì)出更為精巧的相機(jī)視覺系統(tǒng)，這些系統(tǒng)就是嵌入式(視覺)系統(tǒng)，也可以叫智能相機(jī)。