机器视觉系统中相机的分类

机器视觉（相机、镜头、光源）全面概括分类：机器视觉2013-08-19 10:52 1133人阅读评论(0) 收藏举报机器视觉工业相机光源镜头1.1.1视觉系统原理描述机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。

机器视觉系统是指通过机器视觉产品（即图像摄取装置，分CMOS 和CCD 两种）将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

2.1.1视觉系统组成部分视觉系统主要由以下部分组成1.照明光源2.镜头3.工业摄像机4.图像采集/处理卡5.图像处理系统6.其它外部设备2.1.1.1相机篇详细介绍：工业相机又俗称摄像机，相比于传统的民用相机（摄像机）而言，它具有高的图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力等，目前市面上工业相机大多是基于CCD（ChargeCoupled Device）或CMOS（Complementary Metal OxideSemiconductor）芯片的相机。

CCD是目前机器视觉最为常用的图像传感器。

它集光电转换及电荷存贮、电荷转移、信号读取于一体，是典型的固体成像器件。

CCD的突出特点是以电荷作为信号，而不同于其它器件是以电流或者电压为信号。

这类成像器件通过光电转换形成电荷包，而后在驱动脉冲的作用下转移、放大输出图像信号。

典型的CCD相机由光学镜头、时序及同步信号发生器、垂直驱动器、模拟/数字信号处理电路组成。

CCD作为一种功能器件，与真空管相比，具有无灼伤、无滞后、低电压工作、低功耗等优点。

CMOS图像传感器的开发最早出现在20世纪70 年代初，90 年代初期，随着超大规模集成电路(VLSI) 制造工艺技术的发展，CMOS图像传感器得到迅速发展。

CMOS图像传感器将光敏元阵列、图像信号放大器、信号读取电路、模数转换电路、图像信号处理器及控制器集成在一块芯片上，还具有局部像素的编程随机访问的优点。

机器视觉中用的工业相机与普通相机的区
别
机器视觉系统就是利用机器代替人眼来作各种测量和判断。

机器视觉相机的目的是将通过镜头投影到传感器的图像传送到能够储存、分析和(或者)显示的机器设备上。

作为机器的“眼睛”,相机占据非常重要的地位。

按照不同标准可分为标准分辨率数字相机和模拟相机等。

根据不同的实际应用场合选不同的相机和高分辨率相机线扫描CCD和面阵CCD;单色相机和彩色相机。

那么工业相机和我们日常生活中用的普通相机有什么区别呢?
1、工业相机的快门时间非常短,可以抓拍快速运动的物体,工业相机的快门时间般都是微秒级的,配合光源、频闪控制器以及全屏曝光,可以有效解决拖影等问题。

2、工业相机的拍摄速度远远高于一般相机。

工业相机每秒可以拍摄十幅到几百幅甚至更多的图片,而一般相机只能拍摄2-3幅图像,相差甚远。

3、工业相机的图像传感器是逐行扫描的,而一般摄像机的图像传感器是隔行扫描的,甚至是隔三行扫描的。

逐行扫描的图像传感器生产比较困难,成品率低,出货量也少,例如Dalsa、avt等,价格相对比较昂贵。

4、工业相机输出的是裸数据,其光谱范围也往往比较宽,比较适台进行高质量的图像处理算法,普遍应用于机器视觉系统中。

而一般相机(DSC)拍摄的图片,其光谱范围只适合人眼视觉,并且经过了MPEG压缩,图像质量也较差。

由于工业相机区别于普通相机的技术优势,工业相机更多的应用到各大领域中。

招聘机器视觉工程师笔试题及解答(某大型央企)(答案在后面)一、单项选择题（本大题有10小题，每小题2分，共20分）1、机器视觉系统的基本组成包括哪几个部分？A. 计算机、相机、镜头、光源B. 相机、镜头、光源、转换器C. 相机、触发器、镜头、释放器D. 传感器、控制电路、信号处理器、显示装置2、在机器视觉应用中，下列哪种相机类型在高速度和高分辨率方面表现优越？A. CMOS相机B. CCD相机C. 红外相机D. 长线阵相机3、以下哪种技术是实现机器视觉中的图像分割的主流方法？A. 支持向量机（SVM）B. 深度神经网络（Deep Neural Network）C. 朴素贝叶斯（Naive Bayes）D. 卡尔曼滤波器（Kalman Filter）4、以下哪项不是机器视觉系统性能评估的指标？A. 分辨率B. 响应时间C. 可靠性D. 噪声容忍度5、在机器视觉系统中，用于将模拟图像信号转换为数字信号以便计算机处理的设备是：A. 光源B. 镜头C. 图像传感器D. 图像处理器6、以下哪种算法通常用于机器视觉中的边缘检测？A. 霍夫变换B. 傅里叶变换C. Canny边缘检测D. 离散余弦变换7、在机器视觉系统中，为了提高图像处理的速度，下列哪一项不是常用的优化方法？A. 使用硬件加速技术B. 减少图像分辨率C. 增加图像的色彩深度D. 采用更高效的算法8、当使用Hough变换检测图像中的直线时，如果需要检测的直线倾斜角度范围是0°到90°，那么累加器的维度应该是多少？A. 1维B. 2维C. 3维D. 4维9、在机器视觉领域，以下哪个不是常用的图像处理算法？A、Sobel算子B、Canny算子C、Laplacian算子D、K-means聚类 10、在深度学习模型中，以下哪个不是常用的卷积神经网络（CNN）结构？A、LeNet-5B、AlexNetC、VGG-16D、RNN二、多项选择题（本大题有10小题，每小题4分，共40分）1、机器视觉系统的核心技术包括哪些方面？（）A. 图像采集B. 图像处理与分析C. 物体识别D. 系统集成E. 传感器技术2、在机器视觉工程中，常见的检测任务有哪些？（）A. 缺陷检测B. 颜色识别C. 对象定位D. 精度测量E. 动态跟踪3、以下哪些是机器视觉系统的关键组成部分？（）A、光源B、图像传感器C、图像采集卡D、计算机视觉算法E、镜头F、图像处理软件4、以下关于深度学习的说法，正确的是哪些？（）A、深度学习可以提高机器视觉系统的准确率B、深度学习主要应用在图像识别和分类领域C、深度学习模型需要庞大的数据和计算资源D、深度学习可以在没有任何标注数据的情况下进行学习E、深度学习可以提高系统对复杂场景的适应能力5、在机器视觉系统中，下列哪些方法可以用来提高图像的特征提取准确性？A、增加图像的对比度和亮度B、使用高斯模糊来减少噪声C、应用边缘检测算法如Canny边缘检测D、增加图像分辨率E、使用不变矩进行形状识别F、仅使用灰度图像而不使用彩色图像6、下列哪些是常用的机器视觉算法类别？A、模板匹配B、支持向量机(SVM)C、卷积神经网络(CNN)D、遗传算法E、傅里叶变换F、以上全部7、关于机器视觉中的图像处理，以下哪些说法是正确的？（）A. 图像增强可以提高图像质量，但不会影响图像的尺寸B. 图像压缩可以减小图像数据量，但可能会损失一些信息C. 图像分割是将图像分割成若干区域的过程D. 边缘检测是提取图像中物体边缘的过程E. 图像滤波可以去除图像中的噪声8、以下关于深度学习的描述，哪些是正确的？（）A. 深度学习是机器学习的一个分支，主要研究层次化的神经网络B. 深度学习模型通常具有大量的参数和节点，导致计算量较大C. 深度学习在图像识别、语音识别等领域取得了显著的成果D. 深度学习模型训练过程中需要大量的数据E. 深度学习模型具有较好的泛化能力，但可能会过拟合9、9、针对机器视觉系统的硬件选型，下列哪些因素是需要考虑的关键因素？（）A. 图像传感器类型B. 系统响应时间C. 摄像机分辨率D. 光源特性E. 传感器尺寸 10、 10、哪几种典型的机器视觉技术能够有效应对光照变化带来的挑战？（）A. 背光照明B. 侧光照明C. 透射照明D. 平行光照明E. 三维激光扫描三、判断题（本大题有10小题，每小题2分，共20分）1、机器视觉系统通常不用于工业自动化领域。

IEEE1394总线特征
Ø 1394总线的“心跳”周期是125 µs (8 kHz)； Ø 包长：1394总线每125 µs 发送的同步数据包
尺寸。
IEEE1394总线特征
IEEE1394传输距离
➢ 1394a，单根4.5m(S400)，加中继可达70m。高 质量的线缆可达17.5m(S400)(AVT)，如果调整到 S100或S200，则传输距离可达25m，甚至更长；
CCD Sensor—全帧转移
➢ 优点：填充因子(fill factor)可以达到非常高， 甚至达到100%。这样 Sensor灵敏度非常大。
➢ 缺点：由于传输和读出 使用的时钟相同，因此 Sensor上面的部分曝光 时间比下面的长，这会 造成Smear现象。为了解 决这个问题，必须使用
机械快门或闪光灯。
Output (Amplifier)
电子快门和微透镜
➢Overflow Drain主 要用来消除CCD Sensor的Blooming现 象，它也被用来实现 电子快门
➢通过Micro Lenses 可以将传感器的填充 因子提高。
CMOS Se行扫描
20
USB总线传输方式
➢ 等时(isochronous)传输方式。提供了确定的带宽和间隔时 间，在传送数据发生错误时，USB并不处理这些错误，而是 继续传送新的数据；
➢ 中断(interrupt)传输方式。传输数据量小，以达到实时效 果；
➢ 控制(control)传输方式。双向传输，数据量也比较小； ➢ 批(bulk)传输方式。该方式用来传输要求正确无误的数据；
➢ 1394b,单根10m(S800)；转网络传输，用Cat5线 可达到100m(S100)，使用Cat6线，在S400情况下可 达60m；转光纤传输，可达500m(S400/S800)；直接 光纤传输100m(S800)(AVT Pike和Stingray系列)

机器视觉相机、光源、镜头分类
机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。 机器视觉系统是指通过机器视觉产品将被摄取 目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理 系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转 变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各 种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结 果来控制现场的设备动作。
光源分类
• 6、线性光源：超高亮度，采用柱面透镜聚光，适用于各种流水线连 续检测场合。 • 7、同轴光：同轴光源可以消除物体表面不平整引起的阴影，从而减 少干扰；部分采用分光镜设计，减少光损失，提高成像清晰度，均匀 照射物体表面。 • 8、点光源：大功率LED，体积小，发光强度高；光纤卤素灯的替代品， 尤其适合作为镜头的同轴光源等，高效散热装置，大大提高光源的使 用寿命。 • 9、组合条形光：四边配置条形光，每边照明独立可控制；可根据被 测物体要求调整所需照明角度，适用性广。 • 10、对位光源：对位光源速度快，视场大；精度高；体积小；便于检 测集成，亮度高，可选配辅助环形光。
灵活性高，可扩充性强，支持远距离传输，支持多点传输，技术成熟， 鲁棒性强，成本低 • USB3.0 灵活性高，传输距离短，可靠性低，技术不成熟
镜头分类
• 镜头的基本参数： • FOV：视野范围；WD：镜头第一个工作面到被测物体的距离；DOF： 景深； β：光学放大倍率；NA：数值孔径；Flange dis tance：后背焦 • 镜头的分类： • 1、按相机的不同分为面阵镜头和线阵镜头 • 2、按焦距分为定焦镜头和变焦镜头 • 3、按放大倍数分为定倍镜头和变倍镜头 • 4、按远心类型分为物方远心镜头、像方远心镜头和两侧远心镜头
机器视觉系统的组成
• 图像获取：光源、镜头、相机、采集卡、机械平台 • 图像处理与分析：工控主机、图像处理分析软件、图形交互界面 • 判决执行：电传单元、机械单元

基于HALCON的机器视觉系统的研究与实现近年来，机器视觉系统以其高效率、高可靠、低成本的特点在国外取得了广泛的应用。

机器视觉系统适用于众多领域，例如工业自动化、医药业、制造业、农业等，弥补了人类视觉的很多不足。

本文采用德国MVTec公司的专业机器视觉软件HALCON来开发机器视觉系统，提出了相关机器视觉实现方法，并且在机器视觉实验平台上完成了一个弹簧片检测任务。

目前关注较多的是机器视觉系统的硬件部分，而机器视觉软件部分关注较少，一个先进的机器视觉系统除了具有高性能的硬件外，还需要有高性能的软件，虽然说许多常见的开发软件例如Mircosoft的Visual Studio、NI的LabWindows\CVI等等都可以开发机器视觉系统，但是开发周期比较长，针对性较弱，程序的复杂程度较高。

而采用HALCON作为机器视觉和图像处理核心软件，不仅大大缩短了开发周期，降低了开发难度，而且可以参考HALCON提供的众多机器视觉和图像处理例程来针对具体的任务做具体开发。

文章的第一章研究了机器视觉系统的组成、应用现状和发展，并且对机器视觉软件HALCON做了概述。

第二章根据相关要求，选择合适的硬件单元，设计和搭建了VS-ZM1200机器视觉实验平台。

第三章研究了机器视觉中常用的一些图像处理技术，重点讨论了在弹簧片检测任务中所采用的图像处理技术和算法，如图像的增强，分割，边缘检测等。

第四章研究了机器视觉软件，重点研究了HALCON，并且对在Visual C++开发环境下如何使用HALCON编写的程序做了讨论。

第五章介绍了在VS-ZM1200机器视觉实验平台上，使用HALCON和Visual C++开发的一套弹簧片检测系统，该系统完成关于弹簧片的尺寸参数测量和外观参数判别的任务。

第一章：绪论1.1机器视觉概述人类在征服自然、改造自然和推动社会进步的过程中,为了克服自身能力、能量的局限性,发明和创造了许多机器来辅助或代替人类完成任务。

工作原理：机器视觉检测系统采用CCD照相机将被检测的目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，图像处理系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，如面积、数量、位置、长度，再根据预设的允许度和其他条件输出结果，包括尺寸、角度、个数、合格/ 不合格、有/ 无等，实现自动识别功能。

①工业相机与工业镜头——这部分属于成像器件，通常的视觉系统都是由一套或者多套这样的成像系统组成，如果有多路相机，可能由图像卡切换来获取图像数据，也可能由同步控制同时获取多相机通道的数据。

根据应用的需要相机可能是输出标准的单色视频（RS-170/CCIR）、复合信号（Y/C）、RGB信号，也可能是非标准的逐行扫描信号、线扫描信号、高分辨率信号等。

②光源——作为辅助成像器件，对成像质量的好坏往往能起到至关重要的作用，各种形状的LED灯、高频荧光灯、光纤卤素灯等都容易得到。

③传感器——通常以光纤开关、接近开关等的形式出现，用以判断被测对象的位置和状态，告知图像传感器进行正确的采集。

④图像采集卡——通常以插入卡的形式安装在PC中，图像采集卡的主要工作是把相机输出的图像输送给电脑主机。

它将来自相机的模拟或数字信号转换成一定格式的图像数据流，同时它可以控制相机的一些参数，比如触发信号，曝光/积分时间，快门速度等。

图像采集卡通常有不同的硬件结构以针对不同类型的相机，同时也有不同的总线形式，比如PCI、PCI64、Compact PCI，PC104，ISA等。

⑤PC平台——电脑是一个PC式视觉系统的核心，在这里完成图像数据的处理和绝大部分的控制逻辑，对于检测类型的应用，通常都需要较高频率的CPU，这样可以减少处理的时间。

同时，为了减少工业现场电磁、振动、灰尘、温度等的干扰，必须选择工业级的电脑。

⑥视觉处理软件——机器视觉软件用来完成输入的图像数据的处理，然后通过一定的运算得出结果，这个输出的结果可能是PASS/FAIL信号、坐标位置、字符串等。

机器视觉选型相机规则机器视觉是一种模拟人眼进行图像识别和处理的技术，广泛应用于工业自动化、无人驾驶、安防监控等领域。

而相机作为机器视觉的重要组成部分，其选型规则对于机器视觉系统的性能和稳定性具有关键影响。

本文将从分辨率、帧率、感光元件、镜头、接口等方面介绍相机选型的规则。

一、分辨率相机的分辨率是指图像的像素数量，通常用横向像素数和纵向像素数表示。

分辨率越高，图像细节越丰富，但也会增加图像处理的计算量。

在选择相机分辨率时，需根据实际应用场景和需求来确定，避免过高或过低的分辨率。

二、帧率帧率是指相机每秒传输的图像帧数，常用单位为fps（Frames Per Second）。

帧率越高，图像的连续性越好，适用于高速运动物体的检测和追踪。

但高帧率相机通常价格昂贵，且会增加数据处理的复杂度。

三、感光元件感光元件是相机的核心部件，决定了图像的质量和灵敏度。

常见的感光元件有CCD和CMOS两种。

CCD感光元件具有较高的图像质量和低噪声特性，适用于对图像质量要求较高的应用场景；而CMOS感光元件则具有低功耗、高速度、集成度高等优势，适用于对帧率要求较高的应用场景。

四、镜头镜头是相机的光学系统，直接影响图像的清晰度和视场范围。

选择镜头时，需考虑焦距、光圈、视场角等参数。

焦距决定了镜头的放大倍数，光圈决定了镜头的透光能力，视场角决定了镜头的拍摄范围。

根据实际需求，选择合适的镜头参数，以获得清晰、准确的图像。

五、接口相机与其他设备的连接通常通过接口完成，常见的接口有USB、GigE、Camera Link等。

USB接口简单易用，适用于小型相机和低带宽应用；GigE接口具有较高的传输速度和稳定性，适用于大带宽应用；Camera Link接口则适用于对图像传输速度和稳定性要求较高的应用。

总结起来，机器视觉选型相机的规则包括分辨率、帧率、感光元件、镜头和接口。

在选型时，需根据实际应用需求和预算来确定各项参数。

同时，还需要考虑相机的稳定性、可靠性和兼容性等因素，以确保机器视觉系统的正常运行和性能表现。

TDI黑白线扫描相机：采用Dalsa公司专有的时间积分延时技术，使相机的灵敏度更高，并采用兰光响应增加技术，使相机有较高的兰光响应。
TDI彩色线扫描相机：采用Dalsa公司专有的时间积分延时技术，采用Tri-TDI图像传感器，使相机的灵敏度更高，并采用兰光响应增加技术，使相机有较高的兰光响应。
微型相机:我公司代理的JAI相机有一定数量的微型相机，由于他们体积小重量轻，在医疗和工业化应用中有一定的需求。
各种CCD相机及CMOS相机
1．黑白面阵CCD相机
2．彩色面阵CCD相机
3白面阵CCD相机：我公司代理的产品中，黑白相机种类和数量最多，从标准的CCIR/RS170制式到逐行扫描，从高速CCD相机到高分辨率相机,尤其是高分辨率相机在科研，教学领域有广泛的应用
线扫描相机：是我公司代理产品的一个亮点，尤其是Dalsa公司的产品，由于其灵敏度高，动态范围大，性价比高，在中国大陆机器视觉领域，拥有将近80%的是市场份额。
黑白线扫描相机：灵敏度高，线扫描速度快是Dalsa产品的一个显著特点。在文件扫描，光学字符识别和表面检测方面有广泛的应用。产品列表
彩色线扫描相机：采用棱镜分光的技术，将三色成像在不同的芯片上，保证了良好的色彩还原性，在需要色彩分析的机器视觉应用领域，有广泛的应用。产品列表
微型彩色相机：JAI的微型彩色相机与其他相机一样，有较高的灵敏度和分辨率，广泛用于内窥镜仪器的配套。产品列表
微型黑白相机：JAI的微型相机与其他相机一样，有较高的灵敏度和分辨率。用于由于所空间限制，需要小体积相机的场合。
CMOS相机是近几年，随CMOS技术的不断成熟，我公司代理的CMOS相机品种日益增加，
隔行扫描相机，分为CCIR和EIA制式。有外触发功能，
带串口控制。JAI和Pulnix相机中，由相当多属于这一类。

Dr. Yu Wenyong
机械制造பைடு நூலகம்
汽车
IC装备
消费电子
11
4.1电子与半导体行业应用
• LED和LCD测试
– 大小、形状、亮度、颜色ON/OFF – LCD平板玻璃
• PCB检查
– 焊点质量、丝印质量 – 钻孔对位
• IC芯片、元件检测
– 有无、方向/极性 – 印刷质量、字符识别 – 管脚排列一致性
机器视觉自动检测技术
余文勇
Dr. Yu Wenyong 1
• 联系方式
– 机械学院 数字制造国家重点实验室
– E-mail：ywy20052006@
Dr. Yu Wenyong
2
学习目的
• 知识－了解机器视觉与图像处理的基本原 理、构造、编程技术，以及各种机器视觉 检测技术的相关知识； • 能力－熟悉图像处理程序的编写与调试， 具备基本的编程解决问题的能力； • 情商－具有机电工程师应有的认真负责之 态度
• 机器视觉易于实现信息集成，是实现计算机集成 制造的基础技术。
Dr. Yu Wenyong
8
、
机器视觉与计算机视觉
图 像 处 理
模 式 识 别
机 器 学 习
认 知 科 学
人 工 智 能
计 数 算 机 图 学 形 学
传 自 计 计 感 动 算 算 器 控 机 机 制 软 网 件 络
机 械 设 计
应 用 光 学
14
4.4包装行业应用
• 药品、化妆品包装
– 外观、条码 – 完整性
• 食品包装
– 生产日期、条码、密封性
Dr. Yu Wenyong
15
4.5汽车行业应用
• 仪表盘校准（速度表） – 由表盘图像计算指针位置 • 风挡雨刮器零件分类

智能交通
机器视觉相机在智能交通领域 的应用也在不断拓展，如交通 流量监测、车牌识别等。
医疗影像
机器视觉相机在医疗影像领域 的应用也在逐步发展，如医学 影像诊断、手术导航等。
市场前景预测
01 应用领域扩展
随着技术的发展，机器视觉相 机的应用领域将不断扩展，如
自动驾驶、医疗诊断等。
Cognex In-Sight系列
Cognex In-Sight系列相机以其强大的功能和稳定性，在 工业自动化领域得到了广泛应用。
FLIR Blackfly系列
FLIR Blackfly系列相机以其出色的热成像性能，在温度 检测和监控领域具有广泛的应用。
选型建议与案例
品牌推荐
根据实际需求和预算，推荐合适的机器视觉相机品牌，如Basler、 Cognex、Keyence等。
量子效率与光 谱响应
量子效率
量子效率是衡量相机对光的敏感程度的指标，高 量子效率的相机在低光照条件下也能拍摄出清晰 的图像。
光谱响应
光谱响应是指相机对不同波长的光的敏感程度， 良好的光谱响应可以确保相机在不同光照条件下 都能拍摄出真实的色彩。
数据接口标准
01
USB接口
USB接口是目前最常用的数据接口，具有
串行接口
串行接口是一种常用的触发和控制接 口，可以连接各种串行设备，如PLC、 单片机等，实现相机的触发和控制。
USB接口
USB接口是一种常用的触发和控制接 口，可以连接各种USB设备，如PC、 笔记本等，实现相机的触发和控制。
软件与硬件兼容性
硬件接口
确保相机的硬件接口（如USB、以太 网、串口等）与计算机和其他设备兼 容，以便顺利连接和传输数据。
03 像素大小 像素大小是指每个像素的物理尺寸，它决定了相 机的感光能力，像素大小越大，相机的感光能力 越强。

深圳市科视创科技有限公司
Shenzhen Costrong Technology Co.,Ltd
工业相机的问与答
品质的 CMOS 成像芯片，包括：Micron、 CMOSIS、Cypress 等。 3. 速度 CCD 采用逐个光敏输出，只能按照规定的程序输出，速度较慢。CMOS 有多个电荷-电压转换器和行列开关
帧图像进行处理一次，因此可以达到很高的帧率。 3.线阵相机可以不间断的连续采集和处理； 线阵相机可以对直线运动的物体（直线导轨，滚筒上的纸张，织物，印刷品，传送带上的物体等）进行连
续采集。 4.线阵相机有更简单合理的构造。 与面阵相机相比，线阵相机不会浪费分辨率采集到无用数据。
问：什么是智能工业相机？
问： 工业相机都有哪些接口？ 11
答： 接口是指相机与镜头之间的借口，常用的镜头的借口有 C 口，CS 口，F 口。 问： 工业相机是怎么分类的？
答： 1. 按照芯片结构分类：CCD 相机 & CMOS 相机
12
2. 按照传感器结构分： 面阵相机 & 线阵相机
3. 按照输出模式分类：模拟相机 & 数字相机
拍摄 2-3 幅图像。
4.工业相机输出的是裸数据，它的光谱范围也往往比较宽，比较适合进行高质量的图像处理算法，普遍应用
于机器视觉系统中。而普通相机拍摄的图片，它的光谱范围只适合人眼视觉，并且经过了 MPEG 压缩，图像质量
也较差
问： 如何选择线阵相机？
答： 1.计算分辨率；幅宽除以最小检测精度得出每行需要的像素。
介于 0 和 25 之间的数字代表一定的亮度指标。10bit 数据就有 1024 个灰阶而 12bit 有 4096 个灰阶。每一个应用我 们都要仔细考虑是否需要非常细腻的灰度等级。从 8bit 上升到 10bit 或者 12bit 的确可以增强测量的精度，但是也 同时降低了系统的速度，并且提高了系统集成的难度（线缆增加，尺寸变大），因此我们也要慎重选择。

1.图像采集单元：在智能相机中，图像采集单元相当于普通意义上的CCD/CMOS相机和图像采集卡。它将光学图像转换为模拟/数字图像，并输出至图像处理单元。
2.图像处理单元：图像处理单元类似于图像采集、处理卡。它可对图像采集单元的图像数据进行实时的存储，并在图像处理软件的支持下进行图像处理。
3、图像处理软件：图像处理软件主要在图像处理单元硬件环境的支持下，完成图像处理功能。如几何边缘的提取、Blo都封装成固定的模块，用户可直接应用而无需编程。
视觉工业相机与智能相机的区别有哪些？
工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件，其最本质的功能就是将光信号转变成高清工业相机为有序的电信号。选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节，相机的不仅是直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等，同时也与整个系统的运行模式直接相关。工业相机又俗称摄像机，相比于传统的民用相机（摄像机）而言，它具有高的图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力等，目前市面上工业相机大多是基于CCD或CMOS芯片的相机。
4、网络通信装置：网络通信装置的智能相机的重要组成部分，主要完成控制信息、图像数据的通信任务。智能相机一般均内置以太网通信装置，并支持多种标准网络和总线协议，从而使多台智能相机构成更大的机器视觉系统。
机器视觉智能相机与工业相机区别，简言之：智能相机是一种高度集成化的微小型机器视觉系统;而工业相机是机器视觉系统的组成部分之一。
智能相机并不是一台简单的相机，而是一种高度集成化的微小型机器视觉系统。它将图像的采集、处理与通信功能集成于单一相机内，从而提供了具有多功能、模块化、高可靠性、易于实现的机器视觉解决方案。同时，由于应用了最新的DSP、FPGA及大容量存储技术，其智能化程度不断提高，可满足多种机器视觉的应用需求。
智能相机一般由图像采集单元、图像处理单元、图像处理软件、网络通信装置等构成，各部分的功能如下:

机器视觉系统中相机的分类工业相机作为机器视觉系统中的核心部件，对于机器视觉系统的重要性是不言而喻的。

依据分类的不同，相机又分为许多种。

下面我们来总结一下。

1按芯片技术分类：CCD相机VSCMoS相机芯片主要差异在于将光转换为电信号的方式。

对于CCD传感器，光照耀到像元上，像元产生电荷，电荷通过少量的输出电极传输并转化为电流、缓冲、信号输出。

对于CMC)S传感器，每个像元自己完成电荷到电压的转换，同时产生数字信号。

2按靶面类型分类：面阵相机vs线阵相机相机不仅可以依据传感器技术进行区分，还可以依据传感器架构进行区分。

有两种主要的传感器架构：面扫描和线扫描。

面扫描相机通常用于输出直接在监视器上显示的场合。

线扫描相机用于连续运动物体成像或需要连续的高辨别率成像的场合。

线扫描相机的一个自然的应用是静止画面(WebInSPeCtiOn)中要对连续产品进行成像，比如纺织、纸张、玻璃、钢板等。

同时，线扫描相机同样适用于电子行业的非静止画面检测。

像德国KaPPa相机依据它CCD的规格也会有线阵、面阵之分。

3按输出模式分类：模拟相机vs数字相机依据相机数据输出模式的不同分为模拟相机和数字相机，模拟相机输出模拟信号，数字相机输出数字信号。

模拟相机和数字相机还可以进一步细分，比如德国KaPPa相机按数据接口又包括：USB2.0接口、EE1394a/FireWire.CameraLink接口、千兆以太网接口。

模拟相机分为逐行扫描和隔行扫描两种，隔行扫描相机又包含EIA、NTSC›CeIR、PAL等标准制式。

有关接口技术的具体介绍请参考采集卡及采集技术部分。

4彩色相机vs黑白相机黑白相机直接将光强信号转换成图像灰度值，生成的是灰度图像；彩色相机能获得景物中红、绿、蓝三个重量的光信号，输出彩色图像。

彩色相机能够供应比黑白相机更多的图像信息。

彩色相机的实现方法主要有两种，棱镜分光法和Bayer滤波法。

棱镜分光荣色相机,采用光学透镜将入射光线的R、G、B重量分别，在三片传感器上分别将三种颜色的光信号转换成电信号(如下图所示)，最终对输出的数字信号进行合成，得到彩色图像。

工业相机分类工业相机是一种用于机器视觉应用的相机，它由传感器和图像处理硬件组成。

它可以捕捉高分辨率图像并将其传输给电脑，从而帮助实现自动驾驶软件、机器视觉传感器、机器视觉测试系统、工业机器人、精密检测等机器视觉任务。

工业相机的类型有很多，主要分为以下几类：传感器类型，格式，结构，物理接口类型，分辨率，帧率，输出数据格式等。

1）传感器类型。

传感器是工业相机的核心，它可以捕捉到较低的分辨率的图像和较高的分辨率的图像。

目前有CMOS和CCD两种传感器，分别由康明斯和西门子生产。

CMOS传感器可以捕捉到较低的分辨率的图像，但是其成本较低。

而CCD传感器可以捕捉到较高的分辨率的图像，但是其成本较高。

2）格式。

工业相机的格式有很多，常见的格式有超4:3，甜甜圈，全尺寸，.5等。

超4:3是最新的格式，它能够提供更高的清晰度和更高的帧率。

甜甜圈格式可以捕捉到较高的分辨率的图像，但是它的帧率较低。

.5格式是最小的格式，可以捕捉到较低的分辨率的图像，但是它的帧率较高。

3）结构。

工业相机的结构也有很多，常见的有紧凑型，大小形和普通形等。

紧凑型相机可以提供更小的尺寸，更低的功耗和噪声，更高的成像质量，更高的帧率，更灵敏的传感器，更快的图像传输速度等优势，是应用在一些苛刻环境下的佳选。

而大小形则更适合应用于多种环境，其尺寸更大，但也更耐用面广。

4）物理接口类型。

工业相机的物理接口类型也有很多，包括USB，GigE，CameraLink等。

USB可以提供更高的数据传输速度，更小的体积，更低的成本，是一种常见的物理接口。

GigE可以提供最高的数据传输速度，更高的图像质量，更宽的传感器范围，是一种常见的物理接口。

CameraLink可以提供更低的错误率，更快的图像传输速度，更高的帧率，是一种常见的物理接口。

5）分辨率。

工业相机的分辨率也有很多，包括VGA，SVGA，XGA，UXGA等。

VGA可以捕捉到较低的分辨率的图像，但是它的帧率也较低。

工业机器视觉相机市场报告主要研究：工业机器视觉相机市场规模：产能、产量、销售、产值、价格、成本、利润等工业机器视觉相机行业竞争分析：原材料、市场应用、产品种类、市场需求、市场供给，下游市场分析、供应链分析、主要企业情况、市场份额、并购、扩张等工业机器视觉相机是机器视觉系统中的关键组件，其最本质的功能是将光信号转变为有序的电信号。

工业相机通常具有高图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力，能够在各种复杂环境下稳定工作。

此外，其快门时间较短，能够抓拍高速运动的物体。

2023年全球工业机器视觉相机市场销售额达到了19.25亿美元，预计2030年将达到31.3亿美元，年复合增长率（CAGR）为7.3%（2024-2030）。

工业机器视觉相机（Machine Vision Camera For Industrial）的全球主要生产商有Teledyne，Basler AG和Cognex Corporation。

这三家公司占据了全球市场总额半数有余。

从地区来看，欧洲和亚太地区是最大的两个市场，占市场总量的60%以上。

从类型来看，面阵相机（Area Scan Camera）占据市场主导地位，市场总额保有量达75%。

从应用角度而言，制造业是最大利用对象，保有60%以上的市场份额。

（Win Market Research）辰宇信息报告分析工业机器视觉相机行业竞争格局，包括全球市场主要厂商竞争格局和中国本土市场主要厂商竞争格局，重点分析全球主要厂商工业机器视觉相机产能、销量、收入、价格和市场份额，全球工业机器视觉相机产地分布情况、中国工业机器视觉相机进出口情况以及行业并购情况等。

针对工业机器视觉相机行业产品分类、应用、行业政策、产业链、生产模式、销售模式、行业发展有利因素、不利因素和进入壁垒也做了详细分析。

全球及中国主要厂商包括：Basler AGTeledyneSonyTKH GroupFLIR Systems, Inc.Cognex CorporationToshiba TeliBaumer Holding AG海康威视浙江大华技术股份有限公司IDSJai大恒图像OmronCIS CorporationNational Instruments按照不同产品类型，包括如下几个类别：面阵相机线阵相机按照不同应用，主要包括如下几个方面：制造业医药以及生命科学安保监视智慧交通其他报告包含的主要地区和国家：北美（美国和加拿大）欧洲（德国、英国、法国、意大利和其他欧洲国家）亚太（中国、日本、韩国、中国台湾地区、东南亚、印度等）拉美（墨西哥和巴西等）中东及非洲地区（土耳其和沙特等）报告正文共11章，各章节主要内容如下：第1章：报告统计范围、产品细分、下游应用领域，以及行业发展总体概况、有利和不利因素、进入壁垒等；第2章：全球市场供需情况、中国地区供需情况，包括主要地区工业机器视觉相机产量、销量、收入、价格及市场份额等；第3章：全球主要地区和国家，工业机器视觉相机销量和销售收入，2019-2023，及预测2024到2030；第4章：行业竞争格局分析，包括全球市场企业排名及市场份额、中国市场企业排名和份额、主要厂商工业机器视觉相机销量、收入、价格和市场份额等；第5章：全球市场不同类型工业机器视觉相机销量、收入、价格及份额等；第6章：全球市场不同应用工业机器视觉相机销量、收入、价格及份额等；第7章：行业发展环境分析，包括政策、增长驱动因素、技术趋势、营销等；第8章：行业供应链分析，包括产业链、主要原料供应情况、下游应用情况、行业采购模式、生产模式、销售模式及销售渠道等；第9章：全球市场工业机器视觉相机主要厂商基本情况介绍，包括公司简介、工业机器视觉相机产品规格型号、销量、价格、收入及公司最新动态等；第10章：中国市场工业机器视觉相机进出口情况分析；第11章：中国市场工业机器视觉相机主要生产和消费地区分布。

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第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
四、相机的基本概念：
异步触发（Reset&Restart）：通常情况下相机是不间断地拍照的－－ 无的放矢。当CCD相机处于异步触发方式时，相机并不是以固定时钟连 续扫描和输出连续信号。而是在收到一个触发信号后，再开始扫描输出 新的一帧信号。
CCD的基本工作原理是，当然光子撞击到硅原子上时，会产生 自由电子。再将这些自由电子收集在一起形成信号。
感光单元 (CCD Pixcel)
工作原理
第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
六、相机基本成像原理：
CCD的电荷存储器，能够存储一定量的电子。将电子释放出来 之后所形成的电流，便可以量化地代表感光面上某点的明暗信息。
显微镜头 物体成像与物体物理大小相对比率。如1：1、1：2镜头。
远心镜头 无畸变镜头
第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
三、镜头的成像原理及各参数间关系：
光圈
（相当于水龙头开 关，开得越大，所
需时间越短）
光线 （相当于水）
工作距离
（距离越远，所需 时间越长）
光线强度
（相当于水压，水 压越大，所需时间
四、相机的基本概念：
CCD传感器的灵敏度: 上面是一个典型的CCD图像传感器对于不同光谱的响应
曲线。
第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
四、相机的基本概念：
• 信号格式 模拟图象信号的格式包括：复合视频信号，Y/C分离信号，RGB分量信 号。绝大多数周边设备都能够兼容这些信号格式。通常情况下对于彩色 视频信号，Y/C分离传输的方式优于复合视频传输的方式，RGB分量传 输的方式又优于Y/C分离传输方式。