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面阵相机的主要参数及应用说明(上)

传感器尺寸
  即靶面尺寸,面阵相机以芯片的 对角线长度来度量;线阵相机以芯片的横向长度来度量。工业上,面阵相机常用的传感器尺寸如下表,实际尺寸略有差异。

芯片

水平H (mm)

垂直V (mm)

对角D (mm)

1"

12.8

9.6

16.0

2/3"

8.8

6.6

11.0

1/2"

6.4

4.8

8.0

1/3"

4.8

3.6

6.0

1/4"

3.2

2.4

4.0




像素
  像素是图像的最小组成单元。如下图,将原图局部放大,每一小格表示一个像素,其中每一个像素对应一个灰度值。



像元

  像元是相机芯片上的最小感光单元,每个像元对应图像上的一个像素。


像元尺寸

  像元尺寸是相机芯片上每个像元的实际物理尺寸,常见的有2.2μm,3.45μm,3.75μm,4.8μm,5.5μm,5.86μm,7.4μm等。对同尺寸的芯片,外部光照环境和相机参数设置相同(比如曝光时间和增益等)的情况下,像元尺寸越大,能够接收到得光子数量越多,芯片灵敏度越高,感光性越好,所成图像越亮。


像元深度

  存储每个像素所用的数据位数,称为像元深度。对于黑白相机来说,像元深度定义灰度由暗到亮的灰阶数。例如,像元深度是8位的相机,输出的图像灰度等级是2的8次方,即0-255共256级。像元深度是10位的相机,输出的图像灰度等级是2的10次方,即0-1023共1024级。像元深度越大,固然可以增强测量的精度,但同时也降低了系统的速度。一般工业上都是使用8位的像元深度。 


分辨率

  分辨率由芯片阵列排列的像元数量决定,对于面阵相机来说水平像素数和垂直像素数相乘即为相机的分辨率。例如一个相机的分辨率是1280(H)×1024(V),表示每行的像元数量是1280,有1024行像元,此相机的分辨率大约是130万像素。在对同样大小的视场成像时,分辨率越高,对细节的展示越明显。目前常用相机的分辨率有30万、130万、200万、500万、1000万、2900万、7100万、1.2亿等。



精度

  图像中每个像素代表的实际物理尺寸。
         精度=单方向视场大小/相机单方向分辨率
  例如:视场水平方向的长度是32mm,相机水平分辨率为1600,可求得视觉系统的精度为每像素对应0.02mm。
  在实际应用中,为提高系统稳定性,通常要求机器视觉的理论精度高于要求精度。


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