應(yīng)該怎樣選擇相機(jī)?
選擇相機(jī)卻往往刻不容緩的的問題擺在機(jī)器視覺工程師面前，因此，選擇相機(jī)了解以下幾個方面問題：
通常您首先需要知道系統(tǒng)精度要求和相機(jī)分辨率，可以通過公式：X方向系統(tǒng)精度(X方向像素值)=視野范圍(X方向)/CCD芯片像素?cái)?shù)量( X方向); Y方向系統(tǒng)精度(Y方向像素值)=視野范圍(Y方向)/CCD 芯片像素?cái)?shù)量( Y方向)來獲得。
當(dāng)然理論像素值的得出，要由系統(tǒng)精度及亞像素方法綜合考慮;接著您要知道系統(tǒng)速度要求與相機(jī)成像速度，系統(tǒng)單次運(yùn)行速度=系統(tǒng)成像(包括傳輸)速度+系統(tǒng)檢測速度，雖然系統(tǒng)成像(包括傳輸)速度可以根據(jù)相機(jī)異步觸發(fā)功能、快門速度等進(jìn)行理論計(jì)算，最好的方法還是通過軟件進(jìn)行實(shí)際測試;再接著您要將相機(jī)與圖像采集卡一并考慮，因?yàn)檫@涉及到兩者的匹配：
視頻信號的匹配。對于黑白模擬信號相機(jī)來說有兩種格式，CCIR和RS170(EIA)，通常采集卡都同時支持這兩種相機(jī);
分辨率的匹配。每款板卡都只支持某一分辨率范圍內(nèi)的相機(jī);
特殊功能的匹配。如要是用相機(jī)的特殊功能，先確定所用板卡是否支持此功能，比如，要多部相機(jī)同時拍照，這個采集卡就必須支持多通道，如果相機(jī)是逐行掃描的，那么采集卡就必須支持逐行掃描;
接口的匹配。確定相機(jī)與板卡的接口是否相匹配。如CameraLink、Firewire1394等。最后才應(yīng)該是價格的比較。
什么是亞像素?
一般用分辨率這個名詞來描述CCD芯片上的行列數(shù)。實(shí)際上，CCD芯片是一個抽樣器件，它的最大抽樣率由抽樣定律決定，即抽樣率必須高于奈奎斯特頻率的2倍。
抽樣理論在一維時間信號中得到了廣泛的使用，但并沒有被完全的應(yīng)用到CCD芯片的信號采樣中。能夠通過亞像素算術(shù)來提高CCD芯片的抽樣率，理論就是把一個像素看作是由亞像素組成的子圖像。通常，我們能夠處理亞分辨率為10×10亞像素的圖像。一個典型的例子就是決定一個斑點(diǎn)的重心。由于積分特性，原始像素位置誤差與其本身輸出相同。
假設(shè)一個灰度級的一維圖像,如果灰度值的轉(zhuǎn)折點(diǎn)剛好出現(xiàn)在像素的邊緣，那么容易確切得知道輪廓點(diǎn)的位置。但實(shí)際的轉(zhuǎn)折點(diǎn)可能不在一個理想的級別，我們不能夠準(zhǔn)確得知道芯片上轉(zhuǎn)折點(diǎn)剪切像素的位置。另外更重要的，模糊的灰度級允許灰度級差值，因此我們就能夠決定亞像素的位置作為灰度級的功能。不管怎樣，只有將CCD芯片內(nèi)的模擬圖像盡可能精確地描繪在圖像處理單元的內(nèi)存中，亞像素算法才能是精確的。
什么是12位相機(jī)?我是否需要12位相機(jī)?
理論上12位相機(jī)的動態(tài)范圍是8位相機(jī)的動態(tài)范圍的16倍。一個8位的相機(jī)最高能夠檢測256個灰度級。一個12位相機(jī)有4096個灰度級。
由于相機(jī)是數(shù)字的，您不必測量到213.5625，或者說213或214。如果您需要檢測213和214灰度級之間的灰度級，8位相機(jī)的效果就很差。這時您就要用12位相機(jī)，它能提供16倍的動態(tài)范圍，同時又能得到與8位相機(jī)相同的數(shù)據(jù)量。
CMOS相機(jī)與CCD相機(jī)間的區(qū)別有哪些?
它們是不同工藝和結(jié)構(gòu)的兩種微電子器件，主要的區(qū)別如下：
ⅰ)CCD傳感器比CMOS傳感器對光更加敏感，這是因?yàn)镃CD往往比CMOS相機(jī)有更大的填充因子。如今采用微透鏡技術(shù)的CCD可以達(dá)到100%的填充比，而CMOS由于周圍的電路元素影響，它的填充比一般在70%左右。
?、?CCD傳感器更適應(yīng)低對比度的場合，這是由于CCD傳感器可以獲得更高的信噪比。
ⅲ)CMOS傳感器可以獲得比CCD傳感器高很多的圖像傳輸速度，因而更適用于高速場合的需要。
?、?CMOS傳感器由于其電路結(jié)構(gòu)特性可以獲得比CCD傳感器更多的輸出柔性，您可以在任意選擇圖像輸出的子興趣區(qū)域來提高圖像傳輸速度，比如某傳感器有1280×1024的像素分辨能力和15幀/秒的圖像傳輸頻率，如果是CCD傳感器，由于其串行耦合輸出的電路特性使它在選擇子興趣區(qū)域時只能減少行分辨率，如640×1024(30幀/秒)、320×1024(60幀/秒);而如果是CMOS傳感器，則可以選擇低于1280×1024的任何分辨率，如640×480(約70幀/秒)。
?、?CMOS傳感器擁有更低的電能消耗，因此更適應(yīng)于便攜設(shè)備和空間應(yīng)用。但有一點(diǎn)很明顯，隨著兩者技術(shù)的進(jìn)步，在同檔次的相機(jī)上差別也越來越小，因而選擇何種創(chuàng)感器主要是遵守適用原則。
CCD是數(shù)字器件?
雖然CCD與許多數(shù)字器件一樣用到時鐘，但是光的采集和輸出是以模擬形式進(jìn)行的。輸入CCD的時鐘用于從光敏器件轉(zhuǎn)移電荷到輸出放大器上。輸出信號是模擬的，必須被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號才能被計(jì)算機(jī)處理。
模擬輸出相機(jī)與數(shù)字輸出相機(jī)之間的區(qū)別是什么?
模擬相機(jī)的視頻輸出是用模擬電信號傳輸視頻信號，這種相機(jī)通常用于閉路電視，或者與數(shù)字化視頻波形的采集卡相連。數(shù)字相機(jī)其內(nèi)部有一個A/D轉(zhuǎn)換器，數(shù)據(jù)以數(shù)字形式傳輸，能夠直接顯示在電腦或電視屏幕上，因而數(shù)字輸出相機(jī)可以避免傳輸過程的圖像衰減或噪聲。
我應(yīng)該選擇何種輸出接口的相機(jī)?
輸出接口類型的選擇主要由您需要獲得數(shù)據(jù)類型決定。如果您的圖像輸出直接給視頻監(jiān)視器，那么您只需要模擬輸出的相機(jī)(對單色圖像需求就是CCIR或RS-170制式輸出，對彩色圖像需求就是PAL或NTSC制式輸出)。如果您需要將相機(jī)獲取的圖像傳輸給電腦，則可以用多種輸出接口選擇，但必須和采集卡的接口一致：
?、?模擬接口仍然可以適用，圖像信號需要一張圖像采集卡完成A/D轉(zhuǎn)換，這樣的搭配價格最低因而是最常見的。
?、?對一些沒有其它采集卡控制需求和圖像傳輸可靠性需求的應(yīng)用，采用直聯(lián)的USB2.0接口和IEEE1394 (Fire Wire)最為方便。
ⅲ) Camera Link接口是一種數(shù)字輸出標(biāo)準(zhǔn)，它需要一張采集卡來承載，并用以配合高性能的面掃描相機(jī)或線掃描相機(jī)，隨著該數(shù)字接口的推廣和完善，價格也不如預(yù)期的那樣昂貴。ⅳ)此外，也有一些老一點(diǎn)的數(shù)字接口仍然再被使用，比如 LVDS RS644。
