工业相机的功能就是采集图像,其原理是利用CCD或CMOS的光电传感器,将光信号转换成电信号,进而转换为数字信号,传输给计算机。其中,相机分辨率是衡量相机成像能力的重要指标,是工业相机的主要参数,通常,高分辨率可以带来更好的细节表现。在智能制造趋势下,分辨率将直接影响检测能力、良率和生产效率。
一、分辨率是什么?
分辨率由芯片阵列排列的像元数量决定,通俗的来说就是出图的大小(500万、1200万等)。一般以“水平像素 × 垂直像素”表示,例如 2448 × 2048。更高的分辨率意味着图像中可以容纳更多的像素,从而在放大图像时可以呈现更多的细节。
二、如何计算工业相机所需分辨率?
具体选择什么分辨率,往往是和检测精度和视野范围息息相关的。面阵相机的选型主要是选择相机所需分辨率。
计算方法:
分辨率 = 视野大小 / 检测精度
例如:
视野大小为50mm*50mm,检测精度要求0.1mm,则分辨率至少需要(50/0.1)(50/0.1)=500*500像素。为了提高稳定性,行业通常使用检测精度=像素精度×5来计算,则至少选择2500*2500,即可选择1000W以上的相机。
三、和分辨率相关的概念有哪些?
靶面尺寸
相机感光芯片的尺寸即相机图像传感器的物理尺寸,是图像传感器的有效感光区域,负责相机的进光量并转化为数字图像。对于面阵相机而言,靶面尺寸指的是对角线的长度,对于线阵相机来说,靶面尺寸就是横向长度。通常用英寸来表示(由于图像传感器行业历史发展原因,1英寸=16mm)。
像元(pixel)
像素是构成图像的最小单元,一个像素对应一个灰度值
像元与像元尺寸
像元是相机芯片上的最小感光单元,每个像元对应图像的一个像素,像元尺寸是相机芯片上每个像元的实际物理尺寸。
常见图像传感器的像元尺有:
1.4μm/1.6μm/2.2μm/3.45μm3.75μm/4.4μm/4.8μm/5.5μm/6.45μm/7.4μm/9.6μm等
像元的大小对图像传感器的感光性能、分辨率等有重要的影响;像元尺寸越大,接收光线越多,感光性能越强。在高速飞拍应用场景下,往往要求曝光时间很短,假设通过频闪增亮、调整增益等方法,图像的亮度仍然不够,可考虑更换相同分辨率像元尺寸更大的相机。
像元深度
指每个像素每个通道所占的bit数,工业应用通常是像元深度为8的相机,一共2^8个灰度等级
像素精度
描述单像素代表实际物理尺寸的方式,即精度 = 视野 / 分辨率