發(fā)布時間:2017-10-29
相機(jī)的主要參數(shù)
1. 分辨率
分辨率是相機(jī)最基本的參數(shù),由相機(jī)所采用的芯片分辨率決定,是芯片靶面排列的像元數(shù)量。通常面陣相機(jī)的分辨率用水平和垂直分辨率兩個數(shù)字表示,如:1920(H)x 1080(V),前面的數(shù)字表示每行的像元數(shù)量,即共有1920個像元,后面的數(shù)字表示像元的行數(shù),即1080行?,F(xiàn)在相機(jī)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(jī)的分辨率對圖像質(zhì)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(xì)節(jié)的展示越明顯。
2. 速度(幀頻/行頻)
相機(jī)的幀頻/行頻表示相機(jī)采集圖像的頻率,通常面陣相機(jī)用幀頻表示,單位fps(Frame Per second),如30fps,表示相機(jī)再1秒鐘內(nèi)最多能采集30幀圖像;線陣相機(jī)通常用行頻便是單位KHz,如12KHz表示相機(jī)再1秒鐘內(nèi)最多能采集12000行圖像數(shù)據(jù)。速度是相機(jī)的重要參數(shù),在實(shí)際應(yīng)用中很多時候需要對運(yùn)動物體成像。相機(jī)的速度需要滿足一定要求,才能清晰準(zhǔn)確的對物體成像。相機(jī)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(shè)計(jì)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(jī)的噪聲是指成像過程中不希望被采集到的,實(shí)際成像目標(biāo)外的信號。根據(jù)歐洲相機(jī)測試標(biāo)準(zhǔn)EMVA1288中,定義的相機(jī)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(tǒng)計(jì)漲落噪聲,也叫散粒噪聲(shot noise),這種噪聲對任何相機(jī)都是相同的,不可避免,尤其確定的計(jì)算公式。(就是:噪聲的平方=信號的均值)。第二類是相機(jī)自身固有的與信號無關(guān)的噪聲,它是由圖像傳感器讀出電路、相機(jī)信號處理與放大電路等帶來的噪聲,每臺相機(jī)的固有噪聲都不一樣。另外,對數(shù)字相機(jī)來說,對視頻信號進(jìn)行模擬轉(zhuǎn)換時會產(chǎn)生量化噪聲,量化位數(shù)越高,噪聲越低。
4. 信噪比
相機(jī)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(zhì)量,圖像信噪比越高,圖像質(zhì)量越好。
5. 動態(tài)范圍
相機(jī)的動態(tài)范圍表明相機(jī)探測光信號的范圍,動態(tài)范圍可用兩種方法來界定,一種是光學(xué)動態(tài)范圍,指飽和時最大光強(qiáng)與等價于噪聲輸出的光強(qiáng)的比值,由芯片的特性決定。另一種是電子動態(tài)范圍,他指飽和電壓和噪聲電壓之間的比值。對于固定相機(jī)其動態(tài)范圍是一個定值,不隨外界條件變化而變化。在線性響應(yīng)去,相機(jī)的動態(tài)范圍定義為飽和曝光量與噪聲等效曝光量的比值:
動態(tài)范圍可用倍數(shù)、dB或Bit等方式來表示。動態(tài)范圍大,則相機(jī)對不同的光照強(qiáng)度有更強(qiáng)的適應(yīng)能力。
6. 像元深度
數(shù)字相機(jī)輸出的數(shù)字信號,即像元灰度值,具有特殊的比特位數(shù),稱為像元深度。對于黑白相機(jī)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(shù)。例如,對于8bit的相機(jī)0代表全暗而255代表全亮。介于0和25之間的數(shù)字代表一定的亮度指標(biāo)。10bit數(shù)據(jù)就有1024個灰階而12bit有4096個灰階。每一個應(yīng)用我們都要仔細(xì)考慮是否需要非常細(xì)膩的灰度等級。從8bit上升到10bit或者12bit的確可以增強(qiáng)測量的精度,但是也同時降低了系統(tǒng)的速度,并且提高了系統(tǒng)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(yīng)
光譜響應(yīng)是指相機(jī)對于不同波長光線的響應(yīng)能力,通常指其所采用芯片的光譜響應(yīng)。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(yīng)光譜不同也把相機(jī)分為可見光相機(jī)(400nm—1000nm,峰值在500nm—600nm之間),紅外相機(jī)(響應(yīng)波長在700nm以上),紫外相機(jī)(可以響應(yīng)到200nm—400nm的短波),我們需要根據(jù)接收被測物發(fā)光波長的不同來選擇不同的光譜響應(yīng)的相機(jī)。
8. 光學(xué)接口
光學(xué)接口是指相機(jī)與鏡頭之間的借口,常用的鏡頭的借口有C口,CS口,F(xiàn)口。下表提供了關(guān)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(biāo)準(zhǔn)。另一方面,相機(jī)的Z軸均依據(jù)所提供的適配器而進(jìn)行了優(yōu)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(jī)芯片尺寸。
一般情況下,圖像傳感器和鏡頭在出廠前已經(jīng)進(jìn)行了校準(zhǔn)。CCD相機(jī)的圖像傳感器首先與鏡頭適配器的Z軸進(jìn)行了校準(zhǔn),其次是X軸、Y軸和M42旋轉(zhuǎn)鏡頭適配器。在校準(zhǔn)過程中,首先,通過Z軸校準(zhǔn)環(huán)合鏡頭座調(diào)整到適當(dāng)位置,從而對Z軸進(jìn)行校準(zhǔn)。當(dāng)完成Z軸校準(zhǔn)后,Z軸環(huán)北鎖定,并去除鏡頭座。如需重新校準(zhǔn),請與生產(chǎn)廠商聯(lián)系。未經(jīng)授權(quán)而拆卸CCD相機(jī)的外殼,可能會影響圖像傳感器發(fā)生偏移,從而影響其性能
發(fā)布時間:2017-10-25
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