机器视觉检测的基础知识相机篇

　　相机都有哪些种类？我们常说的CCD就是相机么？除了2D平面相机，是否还有其他种类的相机，原理又是什么？下面这篇文章给您一一道来。
　　一，相机就是CCD么？
　　通常，我们把所有相机都叫作CCD，CCD已经成了相机的代名词。其实很可能正在使用的是CMOS。
　　CCD以及CMOS都称为感光元件，都是将光学图像转换为电子信号的半导体元件。他们在检测光时都采用光电二极管，但是在信号的读取和制造方法上存在不同。两者的区别如下：
　　二，像素
　　所谓像素，是指图像的最小构成单位。
　　电脑中的图像，是通过像素（或者称为PIXEL）这一规则排列的点的集合进行表现的。
　　每一个点都拥有色调和阶调等色彩信息，由此就可以描绘出彩色的图像。
　　例如：液晶显示器上会显示分辨率：12801024等。
　　这表示横向的像素数为1280，纵向的像素数为1024。这样的显示器的像素总数即为128010241，310，720。
　　由于像素数越多，则越可以表现出图像的细节，因此也可以说清晰度更高。
　　三，像素直径
　　所谓像素直径，是指每个CCD元件的大小，通常使用m作为单位。严谨的说，这个大小中包含了受光元件与信号传送通路。（像素间距，即某个像素的中心到邻近一个像素的中心的距离）。也就是说，像素直径与像素间距的值是一样的。
　　如果像素直径较小，则图像将通过较小的像素进行描绘，因此可以获得更加精细的图像。可以通过像素直径和有效像素数，求出CCD元件的受光部的大小。
　　假设某个CCD元件的条件如下所示：
　　有效像素数768484
　　像素直径8。4m9。8m
　　则受光部的大小为
　　横向7688。4m6。4512mm
　　纵向4849。8m4。7432mm
　　四，CCD的大小
　　CCD感光元件的大小，一般分为采用英寸单位表示和采用APSC大小等规格表示这2种方式。采用英寸表示时，该尺寸并不是拍摄的实际尺寸，而是相当于摄像管的对角长度。
　　例如，12英寸的CCD表示拥有相当于12英寸的摄像管的拍摄范围。为什么如此计算呢，这是由于当初制造CCD的目的就是用来代替电视机录像机的摄像管的。当时，由于想要继续使用镜头等光学用品的需求比较强烈，由此就诞生了这种奇怪的规格。
　　主要的英寸规格的尺寸如下表所示。
　　五，快门速度
　　表示CCD或CMOS感光元件中蓄积电荷的时间。
　　如果快门速度为1250，则蓄积光的时间为1250秒。快门速度越快，则元件的受光量越少，相反如果快门速度越慢，则元件的受光量越多。也可以说，快门速度将起到了调整光量的作用。关于快门速度和受光量（正确来说应该称为蓄积的电荷量），存在以下的关系。
　　【例如】如果将快门速度基准定为11000秒（1ms），则
　　快门速度变为1500秒（2ms），则受光量变为2倍。
　　快门速度变为12000秒（0。5ms），则受光量变为12。
　　六，增益
　　所谓增益，是指将图像信号进行电子增幅的过程。用于图像处理的CCD中，配备了可以通过在暗处拍摄时增幅信号，从而看上去变得明亮的功能。另外，还配有根据拍摄对象的亮度自动进行调整的增益控制功能等。
　　例如在110000快门速度下拍摄，增加增益前后的对比如下。
　　七，1D相机（线扫描相机）
　　前面所有我们提到的像素呈矩阵排列的CCD即为覆盖视觉检测中99应用的面阵相机。
　　而线阵相机在长度方向目前最多有16K像素，但是宽度方向只有一个像素。通过移动来获取图像。
　　相比于平面相机，线扫相机主要优势体现在两个方面。
　　1，更高的分辨率。
　　2，成像质量更高。（反光产品，柱状体产品）
　　另外，对于布匹装的连续监测的产品，线扫描相机也非常方便。
　　但是，相比于面阵相机，线扫描相机成本更高，安装架设难度更高。同时，需要配合编码器来配合触发拍照，需要有这方面的Knowhow。
　　最后，线扫描相机需要使用特殊的镜头和光源。
　　八，3D相机
　　目前市面的3D相机根据成像原理不同，主要分为三种。
　　1，激光类（Laser）
　　2，多目类（BinocularVision）
　　3，光栅类（StripPattern）
　　1，激光类（Laser）。
　　主要是通过三角反射原理，激光发生器投出激光束照在物体表面，反射回来的光线被CCD接受，然后建模成3D图像。
　　激光扫描成像。
　　2，双目类。（BinocularVision）
　　双目立体视觉是指用两台性能相当、位置固定的CCD摄像机，获取同一景物的两幅图像，通过两个摄像头所获取的二维图像，来计算出景物的三维信息。在原理上比较类似人类的双目视觉。组建一个完整的双目立体视觉系统一般需要经过摄像机标定，图像匹配，深度计算等步骤。
　　九，2。5D相机
　　（详细介绍请参考之前历史文章）通过控制光源从不同角度照明，得到图像凹凸信息产生的阴影图像，而最后合成计算得到3D信息的图像（注：高度Z方向不能定量测量，所以叫2。5D）。
　　原图amp；gt；合成图像
　　以上内容，希望对大家有所启发。
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