智能相機硬件與工業(yè)相機硬件的區(qū)別及特性分析

時間：2019-03-01  15:43:19  來源:   瀏覽數(shù): 3652

智能相機硬件與工業(yè)相機硬件的區(qū)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(tǒng)；而工業(yè)相機是機器視覺系統(tǒng)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(tǒng)。它將圖像的采集、處理與通信功能集成于單一相機內(nèi)，從而提供了具有多功能、模塊化、高可靠性、易于實現(xiàn)的機器視覺解決方案。同時，由于應(yīng)用了新的DSP、FPGA及大容量存儲技術(shù)，其智能化程度不斷提高，可滿足多種機器視覺的應(yīng)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(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(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：圖像處理單元類似于圖像采集、處理卡。它可對圖像采集單元的圖像數(shù)據(jù)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(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(yīng)用而無需編程。

　　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)智能相機一般均內(nèi)置以太網(wǎng)通信裝置，并支持多種標準網(wǎng)絡(luò)和總線協(xié)議，從而使多臺智能相機構(gòu)成更大的機器視覺系統(tǒng)。

　　工業(yè)相機是機器視覺系統(tǒng)中的一個關(guān)鍵組件，其本質(zhì)的功能就是將光信號轉(zhuǎn)變成小型高清工業(yè)相機為有序的電信號。選擇合適的相機也是機器視覺系統(tǒng)設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)，相機的不僅是直接決定所采集到的圖像分辨率、圖像質(zhì)量等，同時也與整個系統(tǒng)的運行模式直接相關(guān)。

　　工業(yè)相機主要參數(shù)

　　1. 分辨率（Resolution）：相機每次采集圖像的像素點數(shù)（Pixels），對于數(shù)字相機一般是直接與光電傳感器的像元數(shù)對應(yīng)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(shù)據(jù)的位數(shù)，一般常用的是8Bit，對于數(shù)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(shù)（Frames/Sec.），對于線陣相機為每秒采集的行數(shù)（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(fā)同步的采集方式，曝光時間可以與行周期一致，也可以設(shè)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(shù)字相機一般都提供外觸發(fā)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(shù)（分辨率）共同決定了相機靶面的大小。目前數(shù)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(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不同光波的敏感特性，一般響應(yīng)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(tǒng)需要對紅外感光時可去掉該濾鏡。