發布時間:2017-10-29
相機的主要參數
1. 分辨率
分辨率是相機最基本的參數,由相機所采用的芯片分辨率決定,是芯片靶面排列的像元數量。通常面陣相機的分辨率用水平和垂直分辨率兩個數字表示,如:1920(H)x 1080(V),前面的數字表示每行的像元數量,即共有1920個像元,后面的數字表示像元的行數,即1080行。現在相機的分辨率通常表示多少K,如1K(1024),2K(2048), 3K(4096)等。在采集圖像時,相機的分辨率對圖像質量有很大的影響。在對同樣大的視場(景物范圍)成像時,分辨率越高,對細節的展示越明顯。
2. 速度(幀頻/行頻)
相機的幀頻/行頻表示相機采集圖像的頻率,通常面陣相機用幀頻表示,單位fps(Frame Per second),如30fps,表示相機再1秒鐘內最多能采集30幀圖像;線陣相機通常用行頻便是單位KHz,如12KHz表示相機再1秒鐘內最多能采集12000行圖像數據。速度是相機的重要參數,在實際應用中很多時候需要對運動物體成像。相機的速度需要滿足一定要求,才能清晰準確的對物體成像。相機的幀頻和行頻首先受到芯片的幀頻和行頻的影響,芯片的設計最高速度則主要是由芯片所能承受的最高時鐘決定。
3. 噪聲
相機的噪聲是指成像過程中不希望被采集到的,實際成像目標外的信號。根據歐洲相機測試標準EMVA1288中,定義的相機中的噪聲從總體上可分為兩類:一類是由有效信號帶來的符合泊松分布的統計漲落噪聲,也叫散粒噪聲(shot noise),這種噪聲對任何相機都是相同的,不可避免,尤其確定的計算公式。(就是:噪聲的平方=信號的均值)。第二類是相機自身固有的與信號無關的噪聲,它是由圖像傳感器讀出電路、相機信號處理與放大電路等帶來的噪聲,每臺相機的固有噪聲都不一樣。另外,對數字相機來說,對視頻信號進行模擬轉換時會產生量化噪聲,量化位數越高,噪聲越低。
4. 信噪比
相機的信噪比定義為圖像中信號與噪聲的比值(有效信號平均灰度值與噪聲均方根的比值),代表了圖像的質量,圖像信噪比越高,圖像質量越好。
5. 動態范圍
相機的動態范圍表明相機探測光信號的范圍,動態范圍可用兩種方法來界定,一種是光學動態范圍,指飽和時最大光強與等價于噪聲輸出的光強的比值,由芯片的特性決定。另一種是電子動態范圍,他指飽和電壓和噪聲電壓之間的比值。對于固定相機其動態范圍是一個定值,不隨外界條件變化而變化。在線性響應去,相機的動態范圍定義為飽和曝光量與噪聲等效曝光量的比值:
動態范圍可用倍數、dB或Bit等方式來表示。動態范圍大,則相機對不同的光照強度有更強的適應能力。
6. 像元深度
數字相機輸出的數字信號,即像元灰度值,具有特殊的比特位數,稱為像元深度。對于黑白相機這個值的方位通常是8-16bit。像元深度定義了灰度由暗道亮的灰階數。例如,對于8bit的相機0代表全暗而255代表全亮。介于0和25之間的數字代表一定的亮度指標。10bit數據就有1024個灰階而12bit有4096個灰階。每一個應用我們都要仔細考慮是否需要非常細膩的灰度等級。從8bit上升到10bit或者12bit的確可以增強測量的精度,但是也同時降低了系統的速度,并且提高了系統集成的難度(線纜增加,尺寸變大),因此我們也要慎重選擇。
7. 光譜響應
光譜響應是指相機對于不同波長光線的響應能力,通常指其所采用芯片的光譜響應。通常用光譜曲線表示,橫軸表示不同波長,縱軸表示量子效率。按照響應光譜不同也把相機分為可見光相機(400nm—1000nm,峰值在500nm—600nm之間),紅外相機(響應波長在700nm以上),紫外相機(可以響應到200nm—400nm的短波),我們需要根據接收被測物發光波長的不同來選擇不同的光譜響應的相機。
8. 光學接口
光學接口是指相機與鏡頭之間的借口,常用的鏡頭的借口有C口,CS口,F口。下表提供了關于鏡頭安裝及后焦距的信息。其中M42鏡頭適配器源于高端攝像標準。另一方面,相機的Z軸均依據所提供的適配器而進行了優化,一般情況下不要輕易拆卸鏡頭適配器。
接口類型 | 后截距 | 接口 |
C口 | 17.526mm | 螺口 |
CS口 | 12.5mm | 螺口 |
F口 | 46.5mm | 卡口 |
在選擇鏡頭是,鏡頭尺寸要大于等于相機芯片尺寸。
一般情況下,圖像傳感器和鏡頭在出廠前已經進行了校準。CCD相機的圖像傳感器首先與鏡頭適配器的Z軸進行了校準,其次是X軸、Y軸和M42旋轉鏡頭適配器。在校準過程中,首先,通過Z軸校準環合鏡頭座調整到適當位置,從而對Z軸進行校準。當完成Z軸校準后,Z軸環北鎖定,并去除鏡頭座。如需重新校準,請與生產廠商聯系。未經授權而拆卸CCD相機的外殼,可能會影響圖像傳感器發生偏移,從而影響其性能
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