发布时间:2017-10-29
相机的主要参数
1. 分辨率
分辨率是相机最基本的参数,由相机所采用的芯片分辨率决定,是芯片靶面排列的像元数量。通常面阵相机的分辨率用水平和垂直分辨率两个数字表示,如:1920(H)x 1080(V),前面的数字表示每行的像元数量,即共有1920个像元,后面的数字表示像元的行数,即1080行。现在相机的分辨率通常表示多少K,如1K(1024),2K(2048), 3K(4096)等。在采集图像时,相机的分辨率对图像质量有很大的影响。在对同样大的视场(景物范围)成像时,分辨率越高,对细节的展示越明显。
2. 速度(帧频/行频)
相机的帧频/行频表示相机采集图像的频率,通常面阵相机用帧频表示,单位fps(Frame Per second),如30fps,表示相机再1秒钟内最多能采集30帧图像;线阵相机通常用行频便是单位KHz,如12KHz表示相机再1秒钟内最多能采集12000行图像数据。速度是相机的重要参数,在实际应用中很多时候需要对运动物体成像。相机的速度需要满足一定要求,才能清晰准确的对物体成像。相机的帧频和行频首先受到芯片的帧频和行频的影响,芯片的设计最高速度则主要是由芯片所能承受的最高时钟决定。
3. 噪声
相机的噪声是指成像过程中不希望被采集到的,实际成像目标外的信号。根据欧洲相机测试标准EMVA1288中,定义的相机中的噪声从总体上可分为两类:一类是由有效信号带来的符合泊松分布的统计涨落噪声,也叫散粒噪声(shot noise),这种噪声对任何相机都是相同的,不可避免,尤其确定的计算公式。(就是:噪声的平方=信号的均值)。第二类是相机自身固有的与信号无关的噪声,它是由图像传感器读出电路、相机信号处理与放大电路等带来的噪声,每台相机的固有噪声都不一样。另外,对数字相机来说,对视频信号进行模拟转换时会产生量化噪声,量化位数越高,噪声越低。
4. 信噪比
相机的信噪比定义为图像中信号与噪声的比值(有效信号平均灰度值与噪声均方根的比值),代表了图像的质量,图像信噪比越高,图像质量越好。
5. 动态范围
相机的动态范围表明相机探测光信号的范围,动态范围可用两种方法来界定,一种是光学动态范围,指饱和时最大光强与等价于噪声输出的光强的比值,由芯片的特性决定。另一种是电子动态范围,他指饱和电压和噪声电压之间的比值。对于固定相机其动态范围是一个定值,不随外界条件变化而变化。在线性响应去,相机的动态范围定义为饱和曝光量与噪声等效曝光量的比值:
动态范围可用倍数、dB或Bit等方式来表示。动态范围大,则相机对不同的光照强度有更强的适应能力。
6. 像元深度
数字相机输出的数字信号,即像元灰度值,具有特殊的比特位数,称为像元深度。对于黑白相机这个值的方位通常是8-16bit。像元深度定义了灰度由暗道亮的灰阶数。例如,对于8bit的相机0代表全暗而255代表全亮。介于0和25之间的数字代表一定的亮度指标。10bit数据就有1024个灰阶而12bit有4096个灰阶。每一个应用我们都要仔细考虑是否需要非常细腻的灰度等级。从8bit上升到10bit或者12bit的确可以增强测量的精度,但是也同时降低了系统的速度,并且提高了系统集成的难度(线缆增加,尺寸变大),因此我们也要慎重选择。
7. 光谱响应
光谱响应是指相机对于不同波长光线的响应能力,通常指其所采用芯片的光谱响应。通常用光谱曲线表示,横轴表示不同波长,纵轴表示量子效率。按照响应光谱不同也把相机分为可见光相机(400nm—1000nm,峰值在500nm—600nm之间),红外相机(响应波长在700nm以上),紫外相机(可以响应到200nm—400nm的短波),我们需要根据接收被测物发光波长的不同来选择不同的光谱响应的相机。
8. 光学接口
光学接口是指相机与镜头之间的借口,常用的镜头的借口有C口,CS口,F口。下表提供了关于镜头安装及后焦距的信息。其中M42镜头适配器源于高端摄像标准。另一方面,相机的Z轴均依据所提供的适配器而进行了优化,一般情况下不要轻易拆卸镜头适配器。
接口类型 | 后截距 | 接口 |
C口 | 17.526mm | 螺口 |
CS口 | 12.5mm | 螺口 |
F口 | 46.5mm | 卡口 |
在选择镜头是,镜头尺寸要大于等于相机芯片尺寸。
一般情况下,图像传感器和镜头在出厂前已经进行了校准。CCD相机的图像传感器首先与镜头适配器的Z轴进行了校准,其次是X轴、Y轴和M42旋转镜头适配器。在校准过程中,首先,通过Z轴校准环合镜头座调整到适当位置,从而对Z轴进行校准。当完成Z轴校准后,Z轴环北锁定,并去除镜头座。如需重新校准,请与生产厂商联系。未经授权而拆卸CCD相机的外壳,可能会影响图像传感器发生偏移,从而影响其性能
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