工業(yè)相機是機器視覺系統(tǒng)的重要組成部分之一,在機器視覺系統(tǒng)中有著非常重要的作用。工業(yè)相機已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)線在線檢測、智能交通,機器視覺,科研,軍事科學,航天航空等眾多領(lǐng)域。
工業(yè)相機的主要參數(shù)包括:分辨率、幀率、像素、像元尺寸、光譜響應(yīng)特性等。
幀率(frame rate)是用于測量顯示幀數(shù)的量度。所謂的測量單位為每秒顯示幀數(shù)(frames per Second),簡稱:FPS或“赫茲”(Hz)。
由于人類眼睛的特殊生理結(jié)構(gòu),如果所看畫面之幀率高于16fps的時候,就會認為是連貫的,此現(xiàn)象稱之為視覺暫留。這也就是為什么電影膠片是一格一格拍攝出來,然后快速播放的。
每秒的幀數(shù)(fps)或者說幀率表示圖形處理器處理場時每秒鐘能夠更新的次數(shù)。高的幀率可以得到更流暢、更逼真的動畫。一般來說30fps就是可以接受的,但是將性能提升至60fps則可以明顯提升交互感和逼真感,但是一般來說超過75fps一般就不容易察覺到有明顯的流暢度提升了。如果幀率超過屏幕刷新率只會浪費圖形處理的能力,因為監(jiān)視器不能以這么快的速度更新,這樣超過刷新率的幀率就浪費掉了。
最大幀率(frame Rate)/行頻(Line Rate):即相機采集傳輸圖像的速率,對于面陣相機一般為每秒采集的幀數(shù)(frames/Sec.),對于線陣相機為每秒采集的行數(shù)(Hz)。
相機幀率和曝光時間的關(guān)系:
有人問為什么我們在使用工業(yè)相機的時候,將相機的曝光時間增加以后,相機的幀率就下降,而且下降得很厲害,相機的幀率和曝光的關(guān)系是怎樣,如果想要獲得固定的幀率,相機的曝光時間應(yīng)該怎么設(shè)置?因此寫下本文,解答了朋友的問題,也使用Sentech相機來做過相關(guān)的測試,幀率和曝光時間跟本文中所述一致。
曝光和傳感器讀數(shù):
相機上的圖像采集過程包括兩個截然不同的部分。第一部分是曝光。曝光完成后,進行第二部分Readout過程即從傳感器的寄存器中讀出數(shù)據(jù)并傳送出去(Readout過程)。
關(guān)于圖像采集過程中,相機操作有兩種常見的方法:“non-overlapped”的曝光和“overlapped”的曝光。在非重疊(“non-overlapped”)模式中,每個圖像采集的周期中,相機在下一個圖像采集開始前,均要完成曝光/讀出整個過程。
雖然非重疊(“non-overlapped“)的模式,可適合于許多情況下,但它并不是最有效的方式。為了提高相機的幀率,允許在下一幀圖像開始曝光時候,將前一幀獲得的圖像數(shù)據(jù)讀出并傳送出去。
相機讀出數(shù)據(jù)和下一幀曝光開始出現(xiàn)重疊的情況,在同一個時刻內(nèi),相機執(zhí)行兩個操作,導致在同樣的單位時間內(nèi),在“overlapped”曝光模式下,可以采集到更多的圖片,即相機的幀率更高。