智能相機硬件與工業相機硬件的區別及特性分析

時間：2019-03-01  15:43:19  來源:   瀏覽數: 3648

智能相機硬件與工業相機硬件的區別及特性分析，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，由于應用了新的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. 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?？扉T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3靘-10靘，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。