機器視覺相機類型及區別
一、按照相機芯片分類，可分類為CMOS相機和CCD相機
二、按照掃描方式分類，可分類為隔行掃描相機和逐行掃描相機
三、按照輸出信號方式分類，可分為模擬相機和數字相機
四、按照傳感器的結構特性分類，可分為面陣相機和線陣相機
下面介紹各類相機的特性：
1．CCD（電荷耦合器件）
目前常用CCD的有三種結構, 全幀轉移、幀傳輸和行轉移。
行轉移（Interline Transfer）
在三種結構中，行轉移是最常使用的一種，多數中、低端產品都使用這種方式。
全幀轉移（Full frame ）
全幀轉移結構最簡單，感光區和存儲區在一起，可獲得100％的fill factor。缺點是為避免圖像漏光，在讀出時要阻止外界光線進入。這可以通過使用機械快門、使用頻閃燈的方法實現，或者使曝光時間遠遠大于讀出時間，以盡量減少漏光。
幀傳輸（Frame transfer）
幀傳輸結構是感光區和存儲區完全分開，且大小相等。曝光后的信號電荷以非常快的速度（通常小于幀周期的1％）轉移到存儲區，然后逐行輸出。很明顯，幀傳輸傳感器可獲得100％的fill factor，而且在讀出過程中，可對下一幀曝光。缺點是芯片尺寸大，成本高。
2．CMOS（互補金屬氧化物半導體）傳感器
CMOS傳感器和CCD傳感器在感光部分原理是相同的，不同的是在每個像素單元中，除感光部分外，還有放大器和讀出電路部分，整個CMOS傳感器還集成了尋址電路、放大器和A/D。
3．CCD和CMOS的主要性能比較
滿阱容量差異：由于CMOS傳感器的每個像素包括一個感光二極管、放大器和讀出電路，同時整個傳感器還包括尋址電路和A/D,使得每個像素的感光區域遠小于像素本身的表面積，因此在像素尺寸相同的情況下，CMOS傳感器的滿阱能力要低于CCD傳感器。
成本差異：由于CMOS傳感器采用一般半導體電路最常用的CMOS工藝，可以輕易地將周邊電路(如AGC、CDS、時序、或DSP等)集成到傳感器芯片中，因此可以節省外圍芯片的成本。
4.工業逐行掃描相機和隔行掃描相機的區別
隔行、逐行只是數據處理方式的不同。是先提取奇數行的數據形成圖像輪廓，再用偶數行數據補充，因那時的技術限制，數據處理速度跟不上，就采取隔行方式，用于連續圖像。盡管從技術層面來講逐行掃描CCD是好一些，但從日本的相關資料了解到，由于同樣大小CCD像素的不斷增加， CCD中傳送信號的通路無法適應逐行掃描得到的一次性的大量的數據，會造成圖象處理速度的下降。因此在高像素的數碼相機中隔行掃描的技術的應用越來越多。
5.工業模擬相機和數字相機的區別
模擬輸出相機與數字輸出相機之間的區別在于：模擬相機的視頻輸出是用模擬電信號傳輸視頻信號，這種相機通常用于閉路電視，或者與數字化視頻波形的采集卡相連;數字相機其內部有一個A/D轉換器，數據以數字形式傳輸，能夠直接顯示在電腦或電視屏幕上，因而數字輸出相機可以避免傳輸過程的圖像衰減或噪聲.
6.工業面陣相機和線陣相機的區別
線陣相機：
線陣CCD工業相機主要應用于工業、醫療、科研與安全領域的圖象處理。在機器視覺領域中，線陣工業相機是一類特殊的視覺機器。與面陣工業相機相比，它的傳感器只有一行感光元素，因此使高掃描頻率和高分辨率成為可能。線陣工業相機的典型應用領域是檢測連續的材料，例如金屬、塑料、紙和纖維等。被檢測的物體通常勻速運動,利用一臺或多臺工業相機對其逐行連續掃描,以達到對其整個表面均勻檢測。可以對其圖象一行一行進行處理,或者對由多行組成的面陣圖象進行處理。另外線陣工業相機非常適合測量場合，這要歸功于傳感器的高分辨率,它可以準確測量到微米。
線陣工業相機，機顧名思義是呈“線”狀的。雖然也是二維圖象，但極長，幾K的長度，而寬度卻只有幾個象素的而已。一般上只在兩種情況下使用這種相機：一、被測視野為細長的帶狀，多用于滾筒上檢測的問題。二、需要極大的視野或極高的精度。
需要極大的視野或極高的精度的情況下，需要用激發裝置多次激發相機，進行多次拍照，再將所拍下的多幅“條”形圖象，合并成一張巨大的圖。因此，用線陣型工業相機，必須用可以支持線陣型工業相機的采集卡。線陣型工業相機價格貴，而且在大的視野或高的精度檢測情況下，其檢測速度也慢－－一般工業相機的圖象是400K～1M，而合并后的圖象有幾個M這么大，速度自然就慢了。
面陣相機：
相機像素是指這個相機總共有多少個感光晶片，通常用萬個為單位表示，以矩陣排列，例如3百萬像素、2百萬像素、百萬像素、40萬像素。百萬像素工業相機的像素矩陣為W*H=1000*1000。
工業相機分辨率，指一個像素表示實際物體的大小，um*um表示。數值越小，分辨率越高
FOV是指相機實際拍攝的面積,以毫米×毫米表示。FOV是由像素多少和分辨率決定的。相同的相機，分辨率越大，它的FOV就越小。例如 1K*1K的相機，分辨率為20um,則他的FOV=1K*20×1k*20=20mm×20mm，如果用30um的分辨率，他 FOV=1K*30×1k*30=30mm×30mm。
在圖像中，表現圖像細節不是由像素多少決定的，而是由分辨率決定的。分辨率是由選擇的鏡頭焦距決定的，同一種相機，選用不同焦距的鏡頭，分辨率就不同。如果采用20um分辨率，對于1mm*0.5mm的零件，它總共占用像素1/0.02×0.5/0.02＝50×25個像素，如果采用30um的分辨率，表示同一個元件，則有1/0.03×0.5/0.03=33×17個像素，顯然20um的分辨率表現圖像細節方面好過30um的分辨率。
既然像素的多少不決定圖像的分辨率（清晰度），那么大像素工業相機有何好處呢？答案只有一個：減少拍攝次數，提高測試速度。
二、按照掃描方式分類，可分類為隔行掃描相機和逐行掃描相機
三、按照輸出信號方式分類，可分為模擬相機和數字相機
四、按照傳感器的結構特性分類，可分為面陣相機和線陣相機
下面介紹各類相機的特性：
1．CCD（電荷耦合器件）
目前常用CCD的有三種結構, 全幀轉移、幀傳輸和行轉移。
行轉移（Interline Transfer）
在三種結構中，行轉移是最常使用的一種，多數中、低端產品都使用這種方式。
全幀轉移（Full frame ）
全幀轉移結構最簡單，感光區和存儲區在一起，可獲得100％的fill factor。缺點是為避免圖像漏光，在讀出時要阻止外界光線進入。這可以通過使用機械快門、使用頻閃燈的方法實現，或者使曝光時間遠遠大于讀出時間，以盡量減少漏光。
幀傳輸（Frame transfer）
幀傳輸結構是感光區和存儲區完全分開，且大小相等。曝光后的信號電荷以非常快的速度（通常小于幀周期的1％）轉移到存儲區，然后逐行輸出。很明顯，幀傳輸傳感器可獲得100％的fill factor，而且在讀出過程中，可對下一幀曝光。缺點是芯片尺寸大，成本高。
2．CMOS（互補金屬氧化物半導體）傳感器
CMOS傳感器和CCD傳感器在感光部分原理是相同的，不同的是在每個像素單元中，除感光部分外，還有放大器和讀出電路部分，整個CMOS傳感器還集成了尋址電路、放大器和A/D。
3．CCD和CMOS的主要性能比較
滿阱容量差異：由于CMOS傳感器的每個像素包括一個感光二極管、放大器和讀出電路，同時整個傳感器還包括尋址電路和A/D,使得每個像素的感光區域遠小于像素本身的表面積，因此在像素尺寸相同的情況下，CMOS傳感器的滿阱能力要低于CCD傳感器。
成本差異：由于CMOS傳感器采用一般半導體電路最常用的CMOS工藝，可以輕易地將周邊電路(如AGC、CDS、時序、或DSP等)集成到傳感器芯片中，因此可以節省外圍芯片的成本。
4.工業逐行掃描相機和隔行掃描相機的區別
隔行、逐行只是數據處理方式的不同。是先提取奇數行的數據形成圖像輪廓，再用偶數行數據補充，因那時的技術限制，數據處理速度跟不上，就采取隔行方式，用于連續圖像。盡管從技術層面來講逐行掃描CCD是好一些，但從日本的相關資料了解到，由于同樣大小CCD像素的不斷增加， CCD中傳送信號的通路無法適應逐行掃描得到的一次性的大量的數據，會造成圖象處理速度的下降。因此在高像素的數碼相機中隔行掃描的技術的應用越來越多。
5.工業模擬相機和數字相機的區別
模擬輸出相機與數字輸出相機之間的區別在于：模擬相機的視頻輸出是用模擬電信號傳輸視頻信號，這種相機通常用于閉路電視，或者與數字化視頻波形的采集卡相連;數字相機其內部有一個A/D轉換器，數據以數字形式傳輸，能夠直接顯示在電腦或電視屏幕上，因而數字輸出相機可以避免傳輸過程的圖像衰減或噪聲.
6.工業面陣相機和線陣相機的區別
線陣相機：
線陣CCD工業相機主要應用于工業、醫療、科研與安全領域的圖象處理。在機器視覺領域中，線陣工業相機是一類特殊的視覺機器。與面陣工業相機相比，它的傳感器只有一行感光元素，因此使高掃描頻率和高分辨率成為可能。線陣工業相機的典型應用領域是檢測連續的材料，例如金屬、塑料、紙和纖維等。被檢測的物體通常勻速運動,利用一臺或多臺工業相機對其逐行連續掃描,以達到對其整個表面均勻檢測。可以對其圖象一行一行進行處理,或者對由多行組成的面陣圖象進行處理。另外線陣工業相機非常適合測量場合，這要歸功于傳感器的高分辨率,它可以準確測量到微米。
線陣工業相機，機顧名思義是呈“線”狀的。雖然也是二維圖象，但極長，幾K的長度，而寬度卻只有幾個象素的而已。一般上只在兩種情況下使用這種相機：一、被測視野為細長的帶狀，多用于滾筒上檢測的問題。二、需要極大的視野或極高的精度。
需要極大的視野或極高的精度的情況下，需要用激發裝置多次激發相機，進行多次拍照，再將所拍下的多幅“條”形圖象，合并成一張巨大的圖。因此，用線陣型工業相機，必須用可以支持線陣型工業相機的采集卡。線陣型工業相機價格貴，而且在大的視野或高的精度檢測情況下，其檢測速度也慢－－一般工業相機的圖象是400K～1M，而合并后的圖象有幾個M這么大，速度自然就慢了。
面陣相機：
相機像素是指這個相機總共有多少個感光晶片，通常用萬個為單位表示，以矩陣排列，例如3百萬像素、2百萬像素、百萬像素、40萬像素。百萬像素工業相機的像素矩陣為W*H=1000*1000。
工業相機分辨率，指一個像素表示實際物體的大小，um*um表示。數值越小，分辨率越高
FOV是指相機實際拍攝的面積,以毫米×毫米表示。FOV是由像素多少和分辨率決定的。相同的相機，分辨率越大，它的FOV就越小。例如 1K*1K的相機，分辨率為20um,則他的FOV=1K*20×1k*20=20mm×20mm，如果用30um的分辨率，他 FOV=1K*30×1k*30=30mm×30mm。
在圖像中，表現圖像細節不是由像素多少決定的，而是由分辨率決定的。分辨率是由選擇的鏡頭焦距決定的，同一種相機，選用不同焦距的鏡頭，分辨率就不同。如果采用20um分辨率，對于1mm*0.5mm的零件，它總共占用像素1/0.02×0.5/0.02＝50×25個像素，如果采用30um的分辨率，表示同一個元件，則有1/0.03×0.5/0.03=33×17個像素，顯然20um的分辨率表現圖像細節方面好過30um的分辨率。
既然像素的多少不決定圖像的分辨率（清晰度），那么大像素工業相機有何好處呢？答案只有一個：減少拍攝次數，提高測試速度。
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