先收藏系列 工业相机的六问六答!

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工业相机是机器视觉系统的核心组成部分，通过光电转换原理将光信号转为电信号，关键技术特性包含高分辨率、高帧率、全局快门等，为计算机提供高质量、高可靠性的图像数据，以便进行自动化的检测、测量、识别和引导。广泛应用于机器视觉系统、生产线质量检测及3D测量领域。

工业相机在使用过程中，常遇到以下问题：

1、如何通过调整工业相机的参数来提高图像质量?

在机器视觉系统中，相机需要采集图像，有时候采集的图像质量一般，这就需要我们通过调整工业相机的一些功能来提高图像质量，以下技术可提高图像质量：

名称	功能	技术要点
电子曝光	消除曝光饱和、减小光晕、减小像模糊，提取运动目标图像	感光器件中设置曝光控制门
抗光晕	消除像素光晕，避免满阱以上的电荷溢出到相信像素中，凸高图像清晰度	缩短曝光时间，但是有时候并不有效； 将每个像素互相隔离起来； 在每个像素旁，建立溢出过多的光电荷沟道
多模式输出	线形模式、双斜率模式、对数模式或者Y校正模式	设置专用的电路或软件，以实现多模式输出
数字变焦	实现类似光学变焦的效果，图像质量并有明显提升	利用内插对图像进行放大
白平衡	消除颜色失真，提高图像颜色逼真度	利用对标准拍板、在标准光源下成像，修正三基色通道RGB的加权系数

2、如何提高工业相机的灵敏度?
工业相机的灵敏度可以通过设置工业相机的以下功能来实现:

名称	功能	技术要点
Bining功能	灵敏度提高，分辨率降低，帧速提高：适合光强较弱而分辨率要求较低的场合	提供帧、行、列同步信号，设置合并电路或合并软件
像增强	使微光图像得到显著增强，适合弱光场合	用像增强器提高图像亮度
增透膜技术	使入射光的反射率降为0，最大限度的利用入射光	在感光芯片表面镀增透膜，利用光的折射原理提高光的透过率
普照CCD	增强成像器件的灵敏度，适合弱光场合	减薄成像器件的厚度，光从感光芯片背面入射
微透镜	提高像素灵敏度，降低像素噪声，提高有效填充因子	在感光像元上添加微透镜
片内倍增	增加载流子数量，提高相机的响应度	通过倍增寄存器实现片内电荷能量倍增，激发更多的载流子
时间延迟积分(TDI)	通过多级曝光，提高相机的响应	N级TDI  CCD的曝光时间是单级CCD的N倍，从而CCD的响应度也相应的增加N倍

3、如何提高工业相机的感光均匀性?
工业相机的感光均匀性可以通过设置工业相机的以下功能来实现:

名称	功能	技术要点
平场校正	克服光照的不均匀性和镜头中心和边缘响应的不一致性	通过采集暗场和均与亮场图像，计算每个像素点的增益和偏移，对图像中各点分别进行校正
非均匀校正	消除各像素响应度的不均匀，提高图像质量，提高图像测量精度	测量和存储各像素的响应度，设置校正电路或校正软件，用校正电路或校正软件校正非均匀性误差

4、如何提高工业相机的动态范围?
提高相机动态范围的目的就是要正确地表示真实世界中从太阳光直射到最暗的阴影这样大的范
围亮度，以下技术可以提高相机动态范围:

名称	功能	技术要点
对数响应	增大成像器件的动态范围	设置对数视频放大电路
深沟道技术	在保持薄型感光芯片的量子效率高的优点基础上，同时提高红光的量子效率	使用厚度为40左右的高阻硅制作感光芯片
双曝光	提高成像器件适应目标光强变化的能力，适合光强变化剧烈场合	对传感器做曝光设置，弱光时自动采用长时间曝光，强光时自动采用短时间曝光

5、用工业相机拍摄，怎样才算是效果好的图像?
1.对比度明显，目标与背景的边界清晰;
2.背景尽里淡化而且均匀，不干扰图像处理;
3.与颜色有关的色彩真实，亮度适中，不过度曝光;
4.整体亮度均匀，如果整体不均匀但是灰度差也不影响图象处理。

6、工业相机的信号精度有哪些影响因素?

CCD和CMOS芯片在内部都生成模拟信号，模拟相机和数字相机之间的主要区别在于图像是在哪里被数字化的。数字相机在相机里将信号数字化，然后将信号以数字方式传输给计算机（或图像处理器）。模拟相机输出模拟信息，并通过同轴电缆进行传输，图像信号数字化工作是由计算机完成的。尽管两种方法都能够有效地传输信号，但模拟信号可能会由于其他设备（比如电动机或高压电缆）的电磁干扰而造成失真。随着噪声水平的提高，模拟相机的动态范围（原始信号与噪声之比）会降低。动态范围决定了有多少信息能够被从相机传输给计算机。数字信号不受电噪声影响，因此，数字相机的动态范围更高，能够向计算机传输更精确的信号。数字相机的典型动态范围在55分贝到60分贝之间，而模拟相机则为45分贝到50分贝左右。

所用电缆的长度和类型也影响着信号的精度。模拟相机的电缆简单且便宜，在电噪声导致信号严重失真之前能够将信号可靠的传输300米以上。数字相机传输的是高带宽信号，电缆的长度受电缆中信号衰减（损失）水平的限制。

工业相机在使用过程中如遇到以上问题，可参照解决。

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