工业互联网（十三）——工业相机相关知识（初学者必备）

1.工业相机相关知识（初学者必备）

工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件，其最本质的功能就是通过传感器将光信号转变成有序的电信号，通过线缆传输至电脑终端实现图像采集和保存等操作，工业相机在机器视觉系统中处于重要位置，下面我们介绍工业相机相关知识。

传感器类型

工业相机按照芯片类型可以分为 CCD 相机、 CMOS 相机， 其作用都是将光信号转换为电信号的器件，但
是工作原理却不同， 比如 CMOS 传感器每个像素点都有一个电信号放大器， 因此每个像素点有效感光面积
会小于同尺寸的 CCD， 从成像效果来说跟 CCD 有一定差距， 同样的环境下 CMOS 表现为噪声大， 感光度
差，但是其工作效率比较高， 价格也比较低廉，适合低端用户。

扫描方式

工业相机按照传感器的结构特性可以分为线阵相机、面阵相机， 线扫描相机传感器通常只有 1 行（ 或 2~3
行） 像素， 工作时类似于扫描仪， 对这一行像素进行循环曝光（具体顺序不同相机略有区别） ， 因此一般
需要配备运动装置， 无论相机运动还是被测物运动均可， 但都需要运动速度与采集速度完全匹配才能扫描
出最真实的画面， 否则画面会压缩或者拉伸， 面阵相机传感器是像素点按照矩阵排列， 传感器曝光（行曝
光或帧曝光） 完成后直接输出一帧图像；

分辨率

工业相机传感器（ Sensor） 由许多像素点(Pixel)按照矩阵形式进行排列， 分辨率用来描述像素点的分布，
一般为由横向像素点数（ H） ×竖向像素点数（ V） ， 其乘积一般接近于相机的像素值， 常用面阵工业相机
像素值为 130 万、 200 万、 500 万像素等， 线扫工业相机一般按照横向像素点数（ H） 划分为 1K、 2K、 4K、
6K、 8K 等

像素尺寸

每个像素的实际大小，一般为正方形， 单位 μm；

传感器尺寸

面阵传感器： 传感器长宽比一般为 4:3，对角线实际长度为传感器尺寸， 表示为(X/Y)×1″（ 1″=16mm） ，常
用为 1/3″、 1/2″、 2/3″， 利用勾股定理可算出传感器长度和宽度， 如 2/3″实际尺寸为 8.8mm×6.6mm。

帧率

针对面阵相机， 指每秒钟传感器曝光次数， 一般为最大曝光次数；

行频

针对线扫相机，指每秒钟传感器曝光多少行， 一般为最大曝光多少行，单位 Hz；

帧存

相机内部一个存储单元，主要用于将传感器采集到的图像数据进行存储，然后再向电脑传输， 一般存储 2
张以上图片数据， 可防止因为数据堵塞造成的数据丢失；

数据位数

数据位数也叫像素位深， 一般为 8 位、 12 位、 14 位、 16 位等，主要是指在相机内部进行模拟信号转数字
信号后，使用多少位数据来描述单个像素点的图像信息， 一般来说数据位数越高获取的数据越精确；

曝光时间

传感器将光信号转换为电信号形成一帧图像， 这个接受光信号的过程叫曝光， 所花费的时间叫曝光时间，
也叫快门速度；

曝光方式

面阵相机： 分为行曝光 (Rolling shutter)与帧曝光(global shutter)， 行曝光也叫卷帘快门，帧曝光也叫全局
快门， 行曝光（ 卷帘快门） 是指从传感器左上角开始一行一行曝光，帧曝光（ 全局快门） 是指整个传感器
所有像素同时曝光；
线扫相机：根据不同的相机有不同的曝光方式，如从左到右曝光或者从左右向中间曝光等；

Bayer彩色

Bayer 彩色转换是实现 CCD 或 CMOS 传感器拍摄彩色图像的主要技术之一，由于传感器每个像素仅能采
集一种颜色信息， 参照模拟人眼对色彩的敏感程度， 将 2×2 像素阵列（ 1 红 2 绿 1 蓝） 的方式将灰度信息
转换成彩色信息它是一个 4×4 阵列，由 8 个绿色、 4 个蓝色和 4 个红色像素组成，在将灰度图形转换为彩
色图片时会以 2×2 矩阵进行 9 次运算，最后生成一幅彩色图形

白平衡

简单地说白平衡就是无论环境光线如何，仍然把“白”定义为“白”的一种功能， 由于传感器本身没有这
种功能， 因此就有必要对它输出的信号进行一定的修正，这种修正就叫做白平衡， 一般来说彩色相机配套
软件中都有这个参数，调节 R、 G、 B 三色（部分相机调节其中的两种颜色） ， 以得到逼真的色彩；

采集模式

采集模式分为连续采集、外触发、软触发三种模式；

连续采集模式
相机进行连续曝光，输出实时图像数据；

外触发模式
相机进入外触发模式后， 相机处于待机状态，不进行曝光，只有当相机通过 I/O 口接收到相机规定的单个
脉冲（方波） 信号后， 传感器曝光一次，部分相机支持脉冲信号的上升沿、下降沿、高/低电平触发；

软触发模式
相机进入外触发模式后， 相机处于待机状态，不进行曝光，只有当相机接收软件发出的指令后， 传感器曝
光一次；

镜头接口

工业相机与镜头连接的接口标准，主要接口有 CS（安防、监控行业为主） 、 C、 F， 不同接口直径、螺纹、
镜片距离相机传感器之间的距离不同；

断点续传

相机在正常使用时， 由于网线脱落导致相机丢失， 在重新连接成功后，可以继续获取图像数据；

交叠触发

交叠触发是指传感器在曝光一帧图像后，在图像数据从传感器向外读出时，即可进行下一帧图像的曝光，
一般相机必须数据读出结束后才可以进行下一帧图像的曝光；

https://blog.csdn.net/kangjielearning/article/details/107523984?biz_id=102&utm_term=%E5%B7%A5%E4%B8%9A%E7%9B%B8%E6%9C%BA%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E7%9F%A5%E8%AF%86&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2_allsobaiduweb~default-2-107523984&spm=1018.2118.3001.4187

2.视觉工程师必须知道的工业相机50问，绝对干货！

https://mp.weixin.qq.com/s/QeQEloq5BkWZSkccP-MaBA?

https://blog.csdn.net/Taily_Duan/article/details/78330949?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1.channel_param&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1.channel_param

机器人视觉应用，是指南车标准课程之一，更多精彩课程，请继续关注我们。

1：工业相机的丢帧的问题是由什么原因引起的?

经常会有一些机器视觉工程师认为USB接口的工业相机会造成丢帧现象。一般而言，工业相机丢帧与工业相机所采用的传输接口是没有关系的，无论是USB，还是1394、GigE、或者是CameraLink。设计不良的驱动程序或工业相机硬件才是造成丢帧的真正原因：设计不良的工业相机之所以会发生丢帧的现象，其实就是资料通道的堵塞，无法及时处理,所以新的图像进来时，前一张可能被迫丢弃，或是新的图像被迫丢弃。要解决这问题，需要设计者针对驱动程序与工业相机硬件资料传输的每个环节进行精密的设计。

2：工业相机输入、输出接口有哪些?

在机器视觉检测技术中，工业相机的输入、输出接口有Camera Link、IEEE 1394、USB2.0、Ethernet、USB3.0几种；

3：知道被测物的长、宽、高以及要求的测量精度，如何来选择CCD 相机和工业镜头，选择以上器件需要注意什么?

首先要选择合适的镜头。选择镜头应该遵循以下原则：

1).与之相配的相机的芯片尺寸是多大；

2).相机的接口类型是哪种的，C 接口，CS 接口还是其它接口；

3).镜头的工作距离；

4).镜头视场角；

5).镜头光谱特性；

6).镜头畸变率；

7).镜头机械结构尺寸；

选择CCD 相机时，应该综合考虑以下几个方面：

1).感光芯片类型；CCD 还是CMOS

2).视频特点；包括点频、行频。

3).信号输出接口；

4).相机的工作模式：连续，触发，控制，异步复位，长时间积分。

5).视频参数调整及控制方法：Manual、RS232.

同时，选择CCD 的时候应该注意，l inch = 16mm 而不是等于25.4mm.

4：CCD 相机与CMOS 相机的区别在哪里？

1、 成像过程

CCD 与CMOS 图像传感器光电转换的原理相同，他们最主要的差别在于信号的读出过程不同；由于CCD仅有一个（或少数几个）输出节点统一读出，其信号输出的一致性非常好；而CMOS 芯片中，每个像素都有各自的信号放大器，各自进行电荷-电压的转换，其信号输出的一致性较差。但是CCD 为了读出整幅图像信号，要求输出放大器的信号带宽较宽，而在CMOS 芯片中，每个像元中的放大器的带宽要求较低，大大降低了芯片的功耗，这就是CMOS芯片功耗比CCD 要低的主要原因。尽管降低了功耗，但是数以百万的放大器的不一致性却带来了更高的固定噪声，这又是CMOS 相对CCD 的固有劣势。

2、 集成性

从制造工艺的角度看，CCD 中电路和器件是集成在半导体单晶材料商，工艺较复杂，世界上只有少数几家厂商能够生产CCD 晶元，如DALSA、SONY、松下等。CCD 仅能输出模拟电信号，需要后续的地址译码器、模拟转换器、图像信号处理器处理，并且还需要提供三组不同电压的电源同步时钟控制电路，集成度非常低。而CMOS是集成在被称作金属氧化物的版单体材料上，这种工艺与生产数以万计的计算机芯片和存储设备等半导体集成电路的工艺相同，因此声场CMOS 的成本相对CCD 低很多。同时CMOS 芯片能将图像信号放大器、信号读取电路、A/D 转换电路、图像信号处理器及控制器等集成到一块芯片上，只需一块芯片就可以实现相机的所有基本功能，集成度很高，芯片级相机概念就是从这产生的。随着CMOS 成像技术的不断发展，有越来越多的公司可以提供高品质的CMOS 成像芯片，包括：Micron、 CMOSIS、Cypress等。

3、 速度

CCD 采用逐个光敏输出，只能按照规定的程序输出，速度较慢。CMOS 有多个电荷-电压转换器和行列开关控制，读出速度快很多，目前大部分500fps 以上的高速相机都是CMOS 相机。此外CMOS 的地址选通开关可以随机采样，实现子窗口输出，在仅输出子窗口图像时可以获得更高的速度。

4、噪声

CCD 技术发展较早，比较成熟，采用PN 结或二氧化硅（SiO2）隔离层隔离噪声，成像质量相对CMOS 光电传感器有一定优势。由于CMOS 图像传感器集成度高，各元件、电路之间距离很近，干扰比较严重，噪声对图像质量影响很大。近年，随着CMOS 电路消噪技术的不断发展，为生产高密度优质的CMOS 图像传感器提供了良好的条件。

5：工业相机都有哪些主要参数？

1.分辨率

2. 速度（帧频/行频）

3. 噪声

4. 信噪比

5. 动态范围

6. 像元深度

7. 光谱响应

8. 光学接口

6：工业相机的分辨率是如何定义的？

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。

7：工业相机的帧频和行频是什么意思？

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。

8： 工业相机的噪声是什么意思？

工业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。

9： 工业相机的信噪比什么意思？

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。

10： 工业相机中动态范围是什么意思？

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=光敏元的满阱容量/等效噪声信号动态范围可用倍数、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。

11：工业相机里的像元深度是什么意思？

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。

12： 工业相机都有哪些接口？

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。

13： 工业相机是怎么分类的？

1. 按照芯片结构分类：CCD 相机& CMOS 相机

2. 按照传感器结构分： 面阵相机 & 线阵相机

3. 按照输出模式分类：模拟相机 & 数字相机

4. 彩色相机&黑白相机

14： 工业相机与普通数码相机的区别在哪里？

1.工业相机的快门时间特别短，能清晰地抓拍快速运动的物体，而普通相机抓拍快速运动的物体非常模糊；

2.工业相机的图像传感器是逐行扫描的，而普通相机的图像传感器是隔行扫描的，甚至是隔三行扫描；

3.工业相机的拍摄速度远远高于普通的相机；工业相机每秒可以拍摄十幅到几百幅的图片，而普通相机只能拍摄2-3 幅图像；

4.工业相机输出的是裸数据，它的光谱范围也往往比较宽，比较适合进行高质量的图像处理算法，普遍应用于机器视觉系统中。而普通相机拍摄的图片，它的光谱范围只适合人眼视觉，并且经过了MPEG 压缩，图像质量也较差；

15： 如何选择线阵相机？

1.计算分辨率：幅宽除以最小检测精度得出每行需要的像素。

2.检测精度：幅宽除以像素得出实际检测精度。

3.扫描行数：每秒运动速度长度除以精度得出每秒扫描行数。

根据以上计算结果选择线阵相机举例如下：

如幅宽为1600 毫米、精度1 毫米、运动速度22000mm/s 相机：1600/1＝1600 像素 最少2000像素，选定为2k 相机 1600/2048＝0.8 实际精度22000mm/0.8mm＝27.5KHz 应选定相机为2048 像素28kHz 相机

16： 线阵相机有哪些特点？

1.线阵相机使用的线扫描传感器通常只有一行感光单元（少数彩色线阵使用三行感光单元的传感器）

2.线阵相机每次只采集一行图像；

3.线阵相机每次只输出一行图像；

4.与传统的面阵相机相比，面阵扫描每次采集若干行的图像并以帧方式输出。

17：为什么要在机器视觉检测中使用线阵相机？

1.线阵相机有更高的分辨率；线阵相机每行像素一般为1024，2048，4096，8012；而一般的面阵相机仅为640，768，1280，大于2048的面阵很少见。

2.线阵相机的采集速度更快；不同型号的线阵相机采集速度从每秒5000 行-60000 行不等，用户可以选择没几行或者每十几行即构成一帧图像进行处理一次，因此可以达到很高的帧率。

3.线阵相机可以不间断的连续采集和处理；线阵相机可以对直线运动的物体（直线导轨，滚筒上的纸张，织物，印刷品，传送带上的物体等）进行连续采集。

4.线阵相机有更简单合理的构造。与面阵相机相比，线阵相机不会浪费分辨率采集到无用数据。

18：什么是智能工业相机？

智能工业相机并不是一台简单的相机，而是一种高度集成化的微小型机器视觉系统。它将图像的采集、处理与通信功能集成于单一相机内，从而提供了具有多功能、模块化、高可靠性、易于实现的机器视觉解决方案。智能工业相机一般由图像采集单元、图像处理单元、图像处理软件、网络通信装置等构成。由于应用了最新的DSP、FPGA 及大容量存储技术，其智能化程度不断提高，可满足多种机器视觉的应用需求。

19： CCD 芯片与CMOS 芯片的主要参数有哪些？

在机器视觉中主要采用的两类光电传感芯片分别为CCD 芯片和CMOS 芯片，CCD 是ChargeCoupled Device(电荷耦合器件)的缩写，CMOS 是Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistor(互补金属氧化物半导体)的缩写。无论是CCD 还是CMOS，他们的作用都是通过光电效应将光信号转换成电信号（电压/电流），进行存储以获得图像。CCD 芯片与CMOS 芯片的主要参数有：

1. 像元尺寸

像元尺寸指芯片像元阵列上每个像元的实际物理尺寸，通常的尺寸包括14um,10um,9um , 7um ,6.45um ,3.75um 等。像元尺寸从某种程度上反映了芯片的对光的响应能力，像元尺寸越大，能够接收到的光子数量越多，在同样的光照条件和曝光时间内产生的电荷数量越多。对于弱光成像而言，像元尺寸是芯片灵敏度的一种表征。

2. 灵敏度

灵敏度是芯片的重要参数之一，它具有两种物理意义。一种指光器件的光电转换能力，与响应率的意义相同。即芯片的灵敏度指在一定光谱范围内，单位曝光量的输出信号电压（电流），单位可以为纳安/勒克斯nA/Lux、伏/瓦（V/W）、伏/勒克斯（V/Lux）、伏/流明（V/lm）。另一种是指器件所能传感的对地辐射功率（或照度），与探测率的意义相同，。单位可用瓦（W）或勒克斯（Lux）表示。

3. 坏点数

由于受到制造工艺的限制，对于有几百万像素点的传感器而言，所有的像元都是好的情况几乎不太可能，坏点数是指芯片中坏点（不能有效成像的像元或相应不一致性大于参数允许范围的像元）的数量，换点数是衡量芯片质量的重要参数。

4. 光谱响应

光谱响应是指芯片对于不同光波长光线的响应能力，通常用光谱响应曲线给出。

20：线阵相机与面阵相机的区别在哪里？

线阵CCD 工业相机主要应用于工业、医疗、科研与安全领域的图象处理。在机器视觉领域中，线阵工业相机是一类特殊的视觉机器。与面阵工业相机相比，它的传感器只有一行感光元素，因此使高扫描频率和高分辨率成为可能。线阵工业相机的典型应用领域是检测连续的材料，例如金属、塑料、纸和纤维等。被检测的物体通常匀速运动 , 利用一台或多台工业相机对其逐行连续扫描 , 以达到对其整个表面均匀检测。可以对其图像逐行进行处理 , 或者对由多行组成的面阵图像进行处理。另外线阵工业相机非常适合测量场合，这要归功于传感器的高分辨率 , 它可以准确测量到微米。

对于面阵CCD 来说，应用面较广，如面积、形状、尺寸、位置，甚至温度等的测量。面阵CCD 的优点是可以获取二维图像信息，测量图像直观。缺点是像元总数多，而每行的像元数一般较线阵少，帧幅率受到限制，而线阵CCD 的优点是一维像元数可以做得很多，而总像元数角较面阵CCD 工业相机少，而且像元尺寸比较灵活，帧幅数高，特别适用于一维动态目标的测量。

21：线阵相机是如何定义的？

线阵工业相机，机顾名思义是呈“线”状的。虽然也是二维图像，但极长，几K 的长度，而宽度却只有几个像素的而已。一般上只在两种情况下使用这种相机：

1、被测视野为细长的带状，多用于滚筒上检测的问题。

2、需要极大的视野或极高的精度。

22：选择工业相机的一般步骤是什么？

第一步，首先需要知道系统精度要求和工业相机分辨率；

第二步，需要知道系统速度要求与工业相机成像速度；

第三步，需要将工业相机与图像采集卡一并考虑，因为这涉及到两者的匹配；

第四步，价格的比较。

23：如何用机器视觉系统要求的精度来计算出需要选用相机的分辨率(像素)？

知道实际检测精度来反推该选用多大像素的工业相机可以通过公式来计算得出：X 方向系统精度（X 方向像素值）=视野范围（X 方向）/CCD 芯片像素数量（ X 方向）；Y 方向系统精度（Y 方向像素值）=视野范围（Y方向）/CCD 芯片像素数量（ Y 方向）来获得。当然理论像素值的得出，要由系统精度及亚像素方法综合考虑；

24：如何根据实际要求的检测速度来推导出该选用什么速度的工业相机？

系统单次运行速度=系统成像（包括传输）速度+系统检测速度，虽然系统成像（包括传输）速度可以根据工业相机异步触发功能、快门速度等进行理论计算，最好的方法还是通过软件进行实际测试；

25：工业相机需要与图像采集卡匹配哪些才能正常使用？

工业相机需要与图像采集卡匹配好才能正常使用，一般需要匹配以下几个：

ａ、视频信号的匹配，对于黑白模拟信号相机来说有两种格式，CCIR和RS170（EIA），通常采集卡都同时支持这两种工业相机；

ｂ、分辨率的匹配，每款板卡都只支持某一分辨率范围内的相机；

ｃ、特殊功能的匹配，如要是用相机的特殊功能，先确定所用板卡是否支持此功能，比如，要多部相机同时拍照，这个采集卡就必须支持多通道，如果相机是逐行扫描的，那么采集卡就必须支持逐行扫描；

ｄ、接口的匹配，确定相机与板卡的接口是否相匹配。如CameraLink、Firewire1394 等。

26：USB 接口的工业相机与1394 接口工业相机的区别在哪里？

USB 相机与1394 相机从接口方面来说影响到我们选择的因素主要有以下几点：

a）协议规范：1394 设备相关工业规范协议有50 多种，涉及到从摄像机、工业相机、等设备。各厂家的1394 工业相机大都遵循DCAM 工业规范。而USB 工业相机的接口是近期从商业PC 应用中发展起来的商业规范。

b）供电方式：1394 工业相机操作电压为8 到30VDC，USB 工业相机工作电压是5VDC。从供电范围角度看，1394接口符合工业领域单独设备的直流供电要求，比如12VDC 或24VDC；而USB 接口采用电子线路TTL 标准电压供电，一般做设备内部供电使用。

c）操作系统配合：1394 接口工业相机在系统重新启动后能够保持原先的地址不变，而USB 接口工业相机每次启动后都需要系统重新分配地址的。

d）数据传输：1394 接口在处理多台工业相机的数据传输时，有着先天的优势。从发展背景来看，USB 接口是承接RS232 接口的新一代高速数据传输接口，而1394 接口的工业相机是作为替代SCSI 和PCI 总线的而设计的。

27：智能工业相机与一般工业相机区别在哪里？

智能相机与工业相机区别，简言之：智能相机是一种高度集成化的微小型机器视觉系统；而工业相机是机器视觉系统的组成部分之一。

28：智能工业相机中图像采集单元的主要功能是什么？

在智能相机中，图像采集单元相当于普通意义上的CCD/CMOS 相机和图像采集卡。它将光学图像转换为模拟/数字图像，并输出至图像处理单元。

29：智能工业相机中图像处理单元起什么作用

在智能工业相机中，图像处理单元类似于图像采集、处理卡。它可对图像采集单元的图像数据进行实时的存储，并在图像处理软件的支持下进行图像处理。

30：智能工业相机中图像处理软件的主要作用是什么？

图像处理软件主要在图像处理单元硬件环境的支持下，完成图像处理功能。如几何边缘的提取、Blob、灰度直方图、OCV/OVR、简单的定位和搜索等。在智能相机中，以上算法都封装成固定的模块，用户可直接应用而无需编程。

31：智能工业相机中网络通信装置起什么作用？

网络通信装置是智能相机的重要组成部分，主要完成控制信息、图像数据的通信任务。智能相机一般均内置以太网通信装置，并支持多种标准网络和总线协议，从而使多台智能相机构成更大的机器视觉系统。

32：从那几个方面来比较工业相机的几种接口？

以下是工业相机几种接口的比较：

接口

GigE(千兆以太网)接口

Firewie(1394接口)

USB 接口

Camera Link接口

标准类型

Commercial

Consumer

consumer

Commercial

连接方式

点对点或LAN Link(Cat5TP-J45)

点对点共享总线

主/从共享总线

点对点(MDR b26pin)

带宽

<1000Mb/s连续模式

<400Mb/s连续模式

<12Mb/s USB1

<480Mb/s USB2

突发模式

<2380Mb/(base)

<7140Mb(full)

连续模式

距离

<100m(no switch)

<4.5m

<5m

<10m

可连接设备数量

Unilimited

63

127

1

PC Interface

GigE NIC

PCI Card

PCI Card

PCI Frame grabber

33：选择工业相机时应注意什么？

1、根据应用的不同来决定是需要选用CCD 还是CMOS 相机CCD 工业相机主要应用在运动物体的图像提取，如贴片机，当然随着CMOS 技术的发展，许多贴片机也在选用CMOS 工业相机。用在视觉自动检查的方案或行业中一般用CCD 工业相机比较多。 CMOS 工业相机由成本低，功耗低也应用越来越广泛。

2、分辨率的选择，首先考虑待观察或待测量物体的精度，根据精度选择分辨率。其次看工业相机的输出，若是体式观察或机器软件分析识别，分辨率高是有帮助的；若是VGA 输出或USB输出，在显示器上观察，则还依赖于显示器的分辨率，工业相机的分辨率再高，显示器分辨率不够，也是没有意义的；利用存储卡或拍照功能，工业相机的分辨率高也是有帮助的。

3、与镜头的匹配，传感器芯片尺寸需要小于或等于镜头尺寸，C 或CS 安装座也要匹配（或者增加转接口）；

4、相机帧数选择，当被测物体有运动要求时，要选择帧数高的工业相机。但一般来说分辨率越高，帧数越低；

34：如何设置工业相机中的“自动增益控制”功能？

工业相机内有一个将来自 CCD 的信号放大到可以使用水准的视频放大器，其放大即增益，等效于有较高的灵敏度，然而在亮光照的环境下放大器将过载，使视频信号畸变。当开关在 ON 时，在低亮度条件下完全打开镜头光圈，自动增加增益以获得清晰的图像。开关在 OFF时，在低亮度下可获得自然而低噪声的图像。

35：如何来选购图像采集卡？

在选购及使用图像采集卡时，需要考虑的两个关键性的因素为：硬件的可靠性以及软件的支持。在其它条件都同等的情况下，一块复杂具有更多器件的卡会比器件较少的卡耗散更多的热量。好的设计会采用更多的ASIC(Applica tion-specific integrated circuits)和可编程器件以减少电子器件的数量，而达到更高的功能。还可以选择具有更少的无用功能的卡以减少不必要的麻烦。过压保护是可靠性的一个重要指标。接近高压会在视频电缆产生很强的电涌，在视频输入端和I/O 口加过压保护电路可保护采集卡不会被工业环境电磁干扰会产生的高压击穿。选择采集卡的同时还必须考虑此视觉系统要选用的软件与采集卡是否兼容，是否使用方便，其软件是否要求付费等。

36：高速工业相机与一般工业相机相比有哪些优势？

1. 高速实时无压缩图像记录，实时显示，设定速度回显；

2. 系统采用直接将数据写入硬盘的记录方式，解决了传统内存记录方式记录时间短的问题，同时解决了传统采集；

系统传输速度受PCI 总线带宽限制的问题；

3. 保证100%不丢帧，解决了传统内存记录方式易丢帧、缺乏断电保护等问题；

4. 系统独立工作，几乎不占用计算机资源，可靠性高；

5. 一套系统中可支持多块板卡和相机，同时对多个目标进行跟踪记录；

6. 支持多种外部信号的叠加融合；

7. 支持多种图像格式，有多种软硬件外触发功能；

8. 软件接口简单，便于二次开发和实时处理。

37：红外相机有哪些类别？

红外相机主要近红外相机、短波红外相机、高速红外相机、中波红外系列相机、基于DSP长波红外系列相机有下几类；

38：如何来提高工业相机的灵敏度？

工业相机的灵敏度是可以通过设置工业相机的以下功能来实现的：

提高工业相机灵敏度的技术

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

39：工业相机的白平衡是什么？

白平衡（White Balance)是彩色相机中采用的技术，白平衡是对红、绿、蓝三个分量的平衡，以使相机能反映实际景物真实颜色。由于光敏元件在不同的光照条件下RGB 三个分量的输出是不平衡的，从而会差生图像在色彩上的失真，偏蓝或者偏红，因此需要白平衡来还原图像的色彩。通常相机完成白平衡可以分为自动和手动白平衡两种方式，此外还可以通过软件实现白平衡。

40：如何提高相机感光均匀性？

提高相机感光均匀性技术

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

41：如何提高图像的信噪比？

信噪比SNR（Signal to NoiseRatio）反应相机成像的抗干扰能力，反应在画质上就是画面是否干净无噪点。以下技术可提高图像的信噪比使采集的图像更清晰干净。

42：如何提高工业相机的动态范围？

相机动态范围成像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。

提高相机动态范围的技术

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CCD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CCD

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

43：如何通过调整工业相机来提高图像质量？

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参数来提高图像质量，以下技术可提高图像质量。

提高图像质量的基本技术

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

44：工业相机的机械快门与电子快门有什么区别？

机械快门：用弹簧或是电磁手段，控制几片叶片的开闭，或是两层帘幕像舞台“拉幕”一样左右或上下以一定宽度的缝隙“划过”成像像场窗口，让窗口获得指定时间长短的“见光机会”——这就使通常的机械快门概念。

电子快门：通过电路直接操作CCD/CMOS 控制快门曝光，被称为电子快门。利用了CCD/CMOS 不通电不工作的原理，在CCD 不通电的情况下，尽管窗口“大敞开”，但是并不能产生图像。如果在按下快门钮时，使用电子时间电路，使CCD/CMOS 只通电“一个指定的时间长短”，就也能获得像有快门“瞬间打开”一样的效果。

一般而言，机械快门的好处是不用电即可工作，缺点是高速和低速档比较会不准确。电子快门比纯机械快门更精确，性能更高(最短曝光时间可以更短等等)，可靠性更高，寿命更长。

45：数字工业相机与模拟工业相机的区别是什么？

从概念上来讲，这两种相机只在输出信号上有区别，模拟工业相机输出的是模拟信号，数字工业相机输出的是数字信号。也就是说模拟工业相机的A/D 转换是在工业相机之外进行的，数字工业相机的A/D 转换是在工业相机内完成的。

46：如何来保养工业相机？

1.尽量避免将摄像头直接指向阳光，以免损害摄像头的图像感应器件；

2.避免将摄像头和油、蒸汽、水汽、湿气和灰尘等物质接触，避免和水直接接触；

3.不要使用刺激的清洁剂或者有机溶剂擦拭摄像头；

4.不要拉扯和扭转连接线；

5.非必要情况下，自己不要随意拆卸摄像头，试图碰触其内部零件，这容易对摄像头造成损伤，认为损伤经销商是不保修的；

6.仓储时，应当将摄像头存放到干净、干燥的地方。

47：什么是图像采集卡？

图像采集卡又称为图像卡，它将相机的图像视频信号，以帧为单位传送到计算机的内存和VGA帧存，供计算机处理，存储，显示和传输等使用。在机器视觉系统中，图像采集卡采集到的图像供处理器做出工件是否合格、运动物体的运动偏差量、缺陷所在位置等的处理。

48：图像采集卡都有哪些类别？

1. 根据输入信号可分为模拟图像采集卡和数字图像采集卡；

2.根据采集信号颜色可分为黑白图像采集卡和彩色图像采集卡；

49：分辨率和像素的关系？

分辨率和像素是成正比的，像素越大，分辨率越高。像素越高，最大输出的影像分辨率也越高。

50：工业相机的CCD/CMOS 芯片尺寸与图像尺寸的关系？

工业相机中的CCD/CMOS 芯片尺寸与图像尺寸关系表如下：

CCD/CMOS尺寸

图像尺寸(mm)

水平H

垂直V

对角D

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’’

3.6

2.7

4.0

-------End-------

Taily老段的微信公众号，欢迎交流学习

https://blog.csdn.net/taily_duan/article/details/81214815

3.关于工业相机的基本知识

https://www.zhihu.com/question/263579910/answer/270649197

https://blog.csdn.net/chainwell/article/details/89482813?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522159756417219725211954808%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334…%2522%257D&request_id=159756417219725211954808&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2_allfirst_rank_ecpm_v3~pc_rank_v2-4-89482813.first_rank_ecpm_v3_pc_rank_v2&utm_term=%E5%B7%A5%E4%B8%9A%E7%9B%B8%E6%9C%BA%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E7%9F%A5%E8%AF%86&spm=1018.2118.3001.4187

4.工业相机基础知识（一）

https://blog.csdn.net/dcrmg/article/details/52810370?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522159756417219725211954808%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334…%2522%257D&request_id=159756417219725211954808&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2_allfirst_rank_ecpm_v3~pc_rank_v2-3-52810370.first_rank_ecpm_v3_pc_rank_v2&utm_term=%E5%B7%A5%E4%B8%9A%E7%9B%B8%E6%9C%BA%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E7%9F%A5%E8%AF%86&spm=1018.2118.3001.4187

5.工业相机基础知识详解

工业相机基础知识详解

工业相机是机器视觉系统的一个最关键的组件。他的功能很简单，就是将被检测的物体拍摄下来，然后转换成电脑可以识别的图像，以便以后进行图像处理，从而完成检测任务。工业相机俗称工业摄像机，目前市面上的工业相机大多是基于CCD或CMOS芯片的相机，CCD是目前机器视觉最为常用的图像传感器。CCD作为一种功能器件，与真空管相比，具有无灼伤、无滞后、低电压工作、低功耗等优点。迄今为止，很大国外的著名工业相机厂商研制的就是CCD工业相机。德国NET相机就是CCD工业相机，而且销售额相当可观。CMOS图像传感器的开发最早出现在20世纪70 年代初，目前，CMOS图像传感器以其良好的集成性、低功耗、高速传输和宽动态范围等特点在高分辨率和高速场合得到了广泛的应用。任何东西分类一定有它自己的分类标准，相机也不例外。按照相机用途不同，可分为工业相机和科学级相机；按照芯片类型可以分为CCD工业相机、CMOS工业相机；按照传感器的结构特性可以分为线阵相机、面阵相机；按照扫描方式可以分为隔行扫描相机、逐行扫描相机；按照分辨率大小可以分为普通分辨率相机、高分辨率相机；按照输出信号方式可以分为模拟相机、数字相机；按照输出色彩可以分为单色（黑白）相机、彩色相机；按照输出信号速度可以分为普通速度相机、高速相机；按照响应频率范围可以分为工业红外相机、紫外相机、可见光相机等。工业相机相比起传统的民用相机而言，具有高分辨率、高传输能力、高抗干扰能力和图像质量高等优点。工业相机的快门时间非常短，可以抓拍快速运动的物体，而且拍摄到的图像仍然很清晰，而一般的民用相机则达不到这个效果；工业相机的拍摄速度远远高于一般相机。工业相机每秒可以拍摄十幅到几百幅图片，而一般相机只能拍摄2-3幅图像；工业相机输出的是裸数据，高动态范围成了它的优势，比较适合进行高质量的图像处理算法。而一般的相机拍摄的图片，其光谱范围只适合人眼视觉，并且经过了mjpeg压缩，图像质量较差。选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节，相机的不仅是直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等，同时也与整个系统的运行模式直接相关。首先要弄明白的是自己的检测任务，是静态拍照还是动态拍照、拍照的频率是多少、是做缺陷检测还是尺寸测量或者是定位、产品的大小是多少、需要达到多少精度、现场环境情况如何、有没有其它的特殊要求等。如果是动态拍照，运动速度是多少，根据运动速度选择最小曝光时间以及是否需要逐行扫描的相机；而相机的桢率跟像素有关，通常分辨率越高桢率越低，不同品牌的工业相机的桢率略有不同；根据检测任务的不同、产品的大小、需要达到的分辨率以及所用软件的性能可以计算出所需工业相机的分辨率；现场环境最要考虑的是温度、湿度、干扰情况以及光照条件来选择不同的工业相机。工业相机的应用领域广泛，不管是工业领域、体育项目、医疗、航空航天、生命科学都有涉及。工业领域，如开发金属材料及树脂材料时，用来观察材料受到冲击时内部裂纹产生的方向、状态等，可用来分析材料被破坏时物质的结构；体育项目上，如捕捉棒球及高尔夫球击球时球的状态、与空气产生的阻力等等。在开发产品和验证产品等方面，数字工业相机对被摄物的大小没有限制，根据镜头的条件，既可拍摄一般物质，也可用于摄影。目前，工业相机在国内还处于起步阶段，而在国外已经在20世纪60年代就开始研究，在各个领域已有很好的成就。例如德国Kappa相机，提供专业的CCD工业相机，能够在各个领域应用；美国Unibrain公司是1394贸易协会的活跃会员，是全球火线技术的领导者。其研发的Unibrain工业相机是火线接口相机个最专业的。美国QSI公司生产的科学级、热电制冷CCD相机广泛的应用于天文学、医学等领域；德国S+K公司是专业的线扫描相机生产厂商，其生产的线阵相机种类繁多，可以满足用于对不同接口的各种需求。

6.工业相机、镜头、光源讲解及选型

相机、镜头、光源

参考了网上很多资料，由于时间比较久忘记来源了，如果发现有你文章的内容，请联系我加上您的链接
1.CCD（电荷耦合器）和CMOS（互补氧化物半导体）：
1.1 CCD信息的读取需要以行为单位一位一位读取，再经过传感器边缘的放大器进行放大输出，所以速度较慢；
CMOS中每个像素都会连接一个放大器及模/数转换电路，读取十分简单，速度较快。
1.2 CCD制作工艺复杂，成本高，传输图像中不会丢失信息，而CMOS传输中会产生噪音，所以CCD比CMOS成像质量要高；
正是由于1.2中的原因，所以1.1中CMOS才会先放大后再整合数据。
1.3 CCD被动的让每个像素中的电荷传送到传输通道，需要消耗更多的电量。
2.线阵相机和面阵相机：
面阵相机实现的是像素矩阵拍摄；线阵相机呈线状。
3.隔行扫描和逐行扫描：
隔行扫描分两遍扫描，第一遍扫描奇数行，第二遍扫描偶数行，奇数行和偶数行合并在一起就是一帧（一副图像），
隔行扫描在很多情况下会感到闪烁；
逐行扫描从上到下一行行扫描，扫描出来的图像清晰无闪烁。
4.像素：画面中最小的点（单位色块）。
5.分辨率：长度像素乘以宽度像素。
6.工业相机的速度：
面阵相机的速度即帧频的单位是fps，如25fps表示工业相机在1秒钟内最多能采集25帧图像。
线阵相机的速度即行频的单位是KHz，如12KHz表示线阵工业相机在1秒钟内最多能采集12000行图像数据。
工业相机的帧频和行频受到所用芯片的帧频和行频的影响。
7.镜头的主要参数：
7.1 焦距（FocalLength）：镜头中心点到胶平面上所形成的清晰影像之间的距离，焦距越小，景深越大，畸变越大，渐晕现象越严重。
7.2 光圈（lris）：用F表示，以镜头焦距f和通光孔径D的比值来衡量 F=D/f，每个镜头上都标有最大的F值；
如8mm/F1.4表示最大孔径直径为5.7毫米。F值越大光圈越小，景深越深。
7.3 对应最大CCD尺寸：镜头成像直径可覆盖的最大CCD芯片尺寸，主要有1/2”、2/3”、1”和1”以上。
7.4 接口：镜头与相机的连接方式，工业相机常用的包括C接口、CS接口、F接口、V接口、T2接口、M42接口、M50接口等。
7.5 景深：被摄物体聚焦清楚后，在物体前后一定距离内，其影像仍然清晰的范围。
计算：σ容许弥散圆直径，f镜头焦距，F光圈值，L物距。
前景深 L1=FσL2/（f2+FσL）
后景深 L2=FσL2/（f2-FσL）
景深 L=L1+L2=2f2FσL2/(f4-F2σ2L2)
光圈越大景深越小，焦距越长景深越小，拍摄物体越近景深越小。
7.6 镜头分辨率：以每毫米里面能够分辨黑白对线的数量为计量单位：“线对/毫米（lp/mm）”。
分辨率（ε）=0.61×λ/N.A.（Reyleigh公式）
λ：使用的波长或辐射（λ=0.55µｍ用于可见光）
N.A.：物镜数值孔径
7.7 工作距离：镜头第一个工作面到被测物体的距离。
7.8 视野范围：相机实际拍到区域的尺寸。
7.9 光学放大倍数：芯片尺寸除以视野范围，CCD/FOV。
7.10 数值孔径（N.A）：与分辨率成正比，与放大率成正比，数值孔径越大，分辨率越高。
7.11 后背焦：相机接口平面到芯片的距离
8.视野、焦距的计算：
视野=（镜头到物体的距离相机的型号尺寸）/ 镜头的焦距f ；可以根据焦距是否可调分为定焦镜头和变焦镜头。
焦距=（镜头到物体的距离相机的型号尺寸）/ 物体的高度。
9.镜头选型：
9.1：选择镜头接口和最大CCD尺寸：镜头接口只要可跟相机接口匹配安装或者可以通过外加转换接口匹配安装就可；
镜头可支持最大CCD尺寸应该大于等于相机CCD芯片尺寸这样可以最大化利用相机的像元。
9.2：选择镜头焦距：根据视野的计算公式可以推出镜头的焦距，从而选择合适的焦距。
9.3：选择镜头的光圈：在拍摄高速物体，曝光时间短的应用中，应该选择大光圈镜头，提高亮度。
9.4：选择远心镜头：使得到的图像放大倍率不会随物距的变化而变化。
9.5：选择光源的角度：不同入射角度的光源图像的效果不同，高角度照射，图像整体较亮，适合表面不反光物体；
低角度照射，图像背景为黑，特征为白，突出被测物体轮廓及表面凹凸变化；
多角度照射，图像整体效果较柔和，蛇和曲面物体检测；
背光照射，图像效果为黑白分明的被测物体轮廓，常用于尺寸测量；
同轴光照射，图像效果为明亮背景上的黑色特征，用于反光厉害的平面物体检测。
9.6：选择光源的颜色：使用与被测物体同色系的光会使图像变亮；反之会显得暗。
9.7：畸变，好的镜头畸变小，不过再好的镜头，只要相机的分辨率特别大，图像外框还是会存在一些畸变。
9.8：选择分辨率，相机的分辨率和镜头分辨率最好匹配。
10.镜头分类：
10.1：按照等效焦距分：广角镜头，特点是最小工作距离短，景深大，视角大，常常表现为桶形畸变；
中焦距镜头，通常情况下畸变矫正正好；
长焦距镜头，工作距离长，放大比大，常常表现为枕形畸变。
10.2：按照功能分：变焦距镜头，镜头的焦距库调节，镜头的视角，视野可变；
定焦距镜头，镜头的焦距不能调节，镜头视角固定。聚焦位置和光圈可以调节；
定光圈镜头，光圈不能调节，通常情况下聚焦也不能调节。
10.3：按用途分类：微距镜头，用于拍摄较小的目标具有很大的放大比；
远心镜头：包括物方远心镜头和像方远心镜头以及双边远心镜头。
11.光源作用：
11.1照亮目标，提高亮度；
11.2.形成有利于图像处理的成像效果，降低系统的复杂性和对图像处理算法的要求；
11.3.克服环境光干扰，保证图像稳定性，提高系统的精度、效率.
12.照射方式：
12.1.直射光，入射光基本上来自一个方向，明亮，射角窄，能投影出物体的阴影，会有光点。
12.2.漫射光，入射光来自多个方向，甚至所有方向，较暗，射角宽，无光点，光斑均匀，不会投影出明显阴影。
13.反射方式：
13.1.直反射，光线的反射角等于入射角，适合明亮，表面光洁的物体，大多数情况下应避免镜面反射。
13.2.漫反射，照射到物体上的光从各个方向漫散出去，适合较暗表面粗糙的物体，在大多数实际情况下，漫散光在某个角度范围内形成，并取决于入射光的角度。
14.视场：
14.1.明视场，采用正面直射光照射形成；
14.2.暗视场主要低角度或背光照明形成，一般来说暗视场会使背景呈黑暗，而被检测物体呈明亮。
15.光源分类：
15.1.颜色，主要是可见光范围，白光、红、蓝、绿，红外等光，紫外光应用较少。
15.2.外形，主要环形光源、环形低角度光源、条形光源、圆顶光源、面光源。
15.3.工作原理，无影光源、同轴光源、点光源、线光源、背光源、组合光源以及结构光源等。
16.照明方式：
16.1.直接照明，光直接射向物体，得到清楚影像，适用于得到高对比度物体图像，当照射在光亮或者反射材料上时，会引起镜面反光。
直接照明一般采用环状或者点状照明，环光可给漫反射表面提供足够的照明。
16.2.暗场照明，暗场照明是相对于物体表面提供低角度照明。
使用工业相机拍摄镜子使其在其视野内，如果在视野内能看见光源就认为使亮场照明，相反的在视野中看不到光源就是暗场照明。
因此光源是亮场照明还是暗场照明与光源的位置有关。
典型的，暗场照明应用于对表面部分有突起的部分的照明或表面纹理变化的照明。
16.3.背光照明，从物体背面射过来的均匀视场的光，通过相机可以看到物面的侧面轮廓。
背光照明常用于测量物休的尺寸和定物体的方向。背光照明产生了很强的对比度。应用背光技术时候，物体表面特征可能会丢失。
例如，可以应用背光技术测量硬币的直径，但是却无法判断硬币的正反面。
16.4.漫射照明，连续漫反射照明应用于物体表面的反射性或者表面有复杂的角度。
连续漫反射照明应用半球形的均匀照明，以减小影子及镜面反射。
这种照明方式对于完全组装的电路板照明非常有用。这种光源可以达到170立体角范围的均匀照明。
16.5.同轴照明，同轴光的形成–通过垂直墙壁出来的发散光，射到一个使光向下的分光镜上，相机从上面通过分光镜看物体。
这种类型的光源对检测高反射的物体特别有帮助，还适合受周围环境产生阴影的影响，检测面积不明显的物体。
16.6.偏振片，只允许振动方向平行于其允许方向的光能通过，垂直分量被截止。
16.7.结构光，结构光是一种投影在物体表面的有一定几何形状的光（如线形、圆形、正方形）。典型的结构光涉及激光或光纤。结构光可以用来测量相机到光源的距离。
17.光源选型：
17.1.需要前景与背景更大的对比度?–考虑用黑白相机与彩色光源
17.2.环境光的问题?–尝试用单色光源，配一个滤镜
17.3.闪光曲面?–尝试用散射圆顶光
17.4.闪光，平的，但粗糙的表面?–尝试用同轴散射光
17.5.看表面的形状?–考虑用暗视场(低角度)
17.6.检测塑料的时候–尝试用紫外或红外光
17.7.需要通过反射的表面看特征?–尝试用低角度线光源(暗视场)
17.8.组合光源有时也能解决问题
17.9.频闪能够产生比常亮照明20倍强的光

7.工业镜头基础知识整理

https://blog.csdn.net/dcrmg/article/details/52780799?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522159756417219725211954808%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334…%2522%257D&request_id=159756417219725211954808&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2_allsobaiduend~default-1-52780799.first_rank_ecpm_v3_pc_rank_v2&utm_term=%E5%B7%A5%E4%B8%9A%E7%9B%B8%E6%9C%BA%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E7%9F%A5%E8%AF%86&spm=1018.2118.3001.4187

8.工业相机基础知识

https://blog.csdn.net/weixin_43217963/article/details/91047942?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522159756417219725211954808%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334…%2522%257D&request_id=159756417219725211954808&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2_allfirst_rank_ecpm_v3~pc_rank_v2-2-91047942.first_rank_ecpm_v3_pc_rank_v2&utm_term=%E5%B7%A5%E4%B8%9A%E7%9B%B8%E6%9C%BA%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E7%9F%A5%E8%AF%86&spm=1018.2118.3001.4187

9.海康工业相机 MVS 抓图并转为Mat格式，支持彩色相机

https://www.cnblogs.com/chenhuanting/p/11678685.html

10.海康工业相机拍照代码（3）

https://blog.csdn.net/vivisl/article/details/106550008