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相機都有哪些種類?我們常說的CCD就是相機麼?除了2D平面相機,是否還有其他種類的相機,原理又是什麼?下面這篇文章給您一一道來。
一,相機就是CCD麼?
通常,我們把所有相機都叫作CCD,CCD已經成了相機的代名詞。其實很可能正在使用的是CMOS。CCD以及CMOS都稱爲感光元件,都是將光學圖像轉換爲電子信號的半導體元件。他們在檢測光時都採用光電二極管,但是在信號的讀取和製造方法上存在不同。兩者的區別如下:
二,像素。
所謂像素,是指圖像的最小構成單位。電腦中的圖像,是通過像素(或者稱爲PIXEL)這一規則排列的點的集合進行表現的。每一個點都擁有色調和階調等色彩信息,由此就可以描繪出彩色的圖像。
▼例如:液晶顯示器上會顯示「分辨率 :1280×1024」等。這表示橫向的像素數爲1280,縱向的像素數爲1024。這樣的顯示器的像素總數即爲1280×1024=1,310,720。由於像素數越多,則越可以表現出圖像的細節,因此也可以說「清晰度更高」。
三,像素直徑。
所謂像素直徑,是指每個CCD元件的大小,通常使用μm作爲單位。如果像素直徑較小,則圖像將通過較小的像素進行描繪,因此可以獲得更加精細的圖像。可以通過像素直徑和有效像素數,求出CCD元件的受光部的大小。
假設某個 CCD 元件的條件如下所示:
- 有效像素數…768 × 484
- 像素直徑…8.4 μm × 9.8 μm
則受光部的大小爲
- 橫向 768 × 8.4 μm = 6.4512 mm
- 縱向 484 × 9.8 μm = 4.7432 mm
四,CCD的大小。
▼CCD感光元件的大小,一般分爲採用英寸單位表示和採用APS-C大小等規格表示這2種方式。主要的英寸規格的尺寸如下表所示。
五,快門速度。
表示CCD或CMOS感光元件中蓄積電荷的時間。如果快門速度爲1/250,則蓄積光的時間爲1/250秒。快門速度越快,則元件的受光量越少,相反如果快門速度越慢,則元件的受光量越多。也可以說,快門速度將起到了調整光量的作用。
六,增益。
所謂增益,是指將圖像信號進行電子增幅的過程。用於圖像處理的CCD中,配備了可以通過在暗處拍攝時增幅信號,從而看上去變得明亮的功能。另外,還配有根據拍攝對象的亮度自動進行調整的增益控制功能等。
▼例如在1/10000快門速度下拍攝,增加增益前後的對比如下。
七,1D相機(線掃描相機)
▼前面所有我們提到的像素呈矩陣排列的CCD即爲覆蓋視覺檢測中99%應用的面陣相機。
▼而線陣相機在長度方向目前最多有16K像素,但是寬度方向只有一個像素。通過移動來獲取圖像。
▼相比於平面相機,線掃相機主要優勢體現在兩個方面。
1,更高的分辨率。
2,成像質量更高。(反光產品,柱狀體產品)
但是,相比於面陣相機,線掃描相機成本更高,安裝架設難度更高。同時,需要配合編碼器來配合觸發拍照,需要有這方面的Know-how。
▼最後,線掃描相機需要使用特殊的鏡頭和光源。
八,3D相機。
1,激光類(Laser)。
▼主要是通過三角反射原理,激光發生器投出激光束照在物體表面,反射回來的光線被CCD接受,然後建模成3D圖像。
2,雙目類。(Binocular Vision)
雙目立體視覺是指用兩臺性能相當、位置固定的CCD攝像機,獲取同一景物的兩幅圖像,通過兩個攝像頭所獲取的二維圖像,來計算出景物的三維信息。在原理上比較類似人類的雙目視覺。組建一個完整的雙目立體視覺系統一般需要經過攝像機標定,圖像匹配,深度計算等步驟。
九,2.5D相機。
▼通過控制光源從不同角度照明,得到圖像凹凸信息產生的陰影圖像,而最後合成計算得到3D信息的圖像(注:高度“Z”方向不能定量測量,所以叫2.5D)。
▼原圖-->合成圖像