選擇工業相機時，必須要弄清楚的8個參數！

工業相機是機器視覺系統中的核心器件之一，在為一項應用選擇相機前，系統設計工程師需要充分了解相機的各項參數指標，以選出最適合應用的工業相機，實現性價比最優化。

那么，選擇相機前，要了解哪些主要參數呢？

一、分辨率

Q：要如何判斷要選擇多大的分辨率呢？

A：分辨率是相機最基本的參數，由相機所采用的芯片分辨率決定，在采集圖像時，相機的分辨率對檢測精度有很大的影響，在對同樣大的視場（景物范圍）成像時，分辨率越高，對細節的展示越明顯。

常用的工業面陣相機分辨率有500萬、1200萬、6500萬等。對于線陣相機而言，分辨率就是傳感器水平方向上的像素數，常見有2K、4K、8K、16K等。

分辨率的選擇，主要根據待測物體的尺寸估算出視野大小，再結合精度要求，最后確定需要的工業相機分辨率。

例如：若物體尺寸為50mm，則視野可以估算為50×1.2=60mm，若單個像素的精度要求為0.02mm，則分辨率為50×1.2/0.02=3K。

注意：選擇相機不一定是分辨率越高就越好，分辨率高帶來的圖像數據量就大，后期的算法處理就越復雜。

二、幀率/行頻

Q：什么是最大幀率（Frame Rate）/行頻（Line Rate）？

A：工業相機的最大幀率/行頻表示單位時間內相機采集圖像的速率。

通常幀率是相對于面陣工業相機來說的，單位是fps，如181fps，即相機每秒內最多可采集181幀圖像。

行頻是相對于線陣工業相機來說的，單位是kHz，如80kHz，即相機每秒內最多可采集80000行圖像數據。

三、像元尺寸

Q：像元尺寸對成像有哪些影響？

A：像元即影像單元，是組成數字化影像的最小單元。

像元尺寸和像元數（分辨率）共同決定了相機靶面的大小，通常工業相機像元尺寸為2μm~14μm。

像元尺寸從某種程度上反映了芯片的對光的響應能力，一般情況下，像元尺寸越大，能夠接收到的光子數量越多，在同樣的光照條件和曝光時間內產生的電荷數量越多。

四、像素深度

Q：像素深度越大越好嗎？

A：像素深度是指每位像素數據的位數，通常用多少比特位表示。一般，每個像素的比特位數多，表達圖像細節的能力強，這個像素的灰階值更加豐富、分得更細，像素的灰階深度就更深，但同時數據量也越大，影響系統的圖像處理速度，因此也需慎重選擇。

常見的是8bit、10bit、12bit。分辨率和像素深度共同決定了圖像的大小。例如對于像素深度為8bit的500萬像素，則整張圖片應該有2560×2048×8/8/1024/1024=5MB。

五、動態范圍

Q：動態范圍是什么？

A：動態范圍是用來描述每個像素能夠分辨出的灰度等級，寬動態范圍能夠使場景中亮場和暗場部分的細節同時被清晰的記錄下來。

動態范圍值越大，意味著工業相機可以拍攝物體明暗程度的范圍越寬。

六、信噪比

Q：工業相機的噪聲有哪些？為什么信噪比越大越好？

A：工業相機的噪聲是指成像過程中不希望被采集到的，實際成像目標之外的信號。

根據歐洲機器視覺協會(EMVA)的EMVA1288標準中定義的相機中的噪聲，總體上分為兩類：一類是由有效信號帶來的散粒噪聲，這種噪聲對任何相機都是相同的，不可避免；另一類是相機本身固有的與信號無關的噪聲，它是由于圖像傳感器讀出電路、相機信號處理與放大電路等帶來的噪聲，每臺相機的固有噪聲都不一樣。

相機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），其中信號可以由光強乘以量子效率乘以積分時間來計算，而噪聲則指成像過程中所有部分所產生噪聲的總和；信噪比越大，則表示混在信號里的雜波越少，圖像質量越高，畫面越干凈，看不到噪波干擾（表現為“顆粒”和“雪花”）；若信噪比越小，則畫面上可能呈現較多的“顆粒”和“雪花”，影響圖像畫面質量。

七、曝光時間

Q：相機曝光時間長好，還是短好？

A：曝光時間是為了將光投射到照相感光材料的感光面上，快門所要打開的時間；視感光材料的感光度和對感光面上的照度而定；曝光時間長，進光量就越大，適合光線條件較差的情況；曝光時間短則適合光線比較好的情況。

八：相機接口

Q：工業相機都有哪些接口？

A：工業相機通常有三個基礎的接口，電源接口、數據接口與鏡頭接口。

電源接口：顧名思義，用以相機電源輸入接口。

數據接口：按照接口標準不同，工業相機常用的數據接口有GigE、Camera Link、USB3.0、CoaXPress等類型。

鏡頭接口：工業相機鏡頭接口種類很多，常用的一般有C接口、CS接口、F接口、M42接口、M72接口等。