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工業相機是機器視覺系統及工業檢測應用的重要組成部分，但如何選擇合適的工業相機？選擇工業相機前，首先要清楚自己的檢測任務，是拍靜態還是動態，拍照的頻率是多少，是做缺陷檢測還是尺寸測量，或者是定位，產品的大小（視野）是多少，需要達到多少精度，現場環境情況如何，有沒有其它的特殊要求等。在這里根據我們的經驗做個總結。
模擬相機&數字相機
模擬相機必須帶數字采集卡，經數字采集卡轉換為數字信號進行傳輸存儲。一般模擬相機分辨率很低，另外幀率也是固定的。模擬信號可能會由于工廠內其他設備（比如電動機或高壓電纜）的電磁干擾而造成失真。隨著噪聲水平的提高，模擬相機的動態范圍（原始信號與噪聲之比）會降低。動態范圍決定了有多少信息能夠被從相機傳輸給計算機。
數字相機采集到的是數字信號，數字信號不受電噪聲影響，因此，數字相機的動態范圍更高，能夠向計算機傳輸更準確的信號。這個要根據實際需求來選擇。
分辨率
分辨率不是越高越好，是要根據系統實際應用需求來選擇分辨率的大小。
應用案例：假設檢測一個物體的表面劃痕，要求拍攝的物體大小為10*8mm,要求的檢測精度是0.01mm。首先假設我們要拍攝的視野范圍在12*10mm,那么相機的低分辨率應該選擇在：(12/0.01)*(10/0.01)=1200*1000,約為120萬像素的相機，也就是說一個像素對應一個檢測的缺陷的話，那么低分辨率必須不少于120萬像素，但市面上常見的是130萬像素的相機，因此一般而言是選用130萬像素的相機。但實際問題是，如果一個像素對應一個缺陷的話，那么這樣的系統一定會不穩定，因為隨便的一個干擾像素點都可能被誤認為缺陷，所以我們為了提高系統的精度和穩定性，取缺陷的面積在3到4個像素以上，這樣我們選擇的相機也就在130萬乘3以上，即不能少于300萬像素，通常采用300萬像素的相機為較佳。
CCD&CMOS
如果要求拍攝的物體是運動的，要處理的對象也是實時運動的物體，當然選擇迪美捷全幀曝光的CCD芯片相機為適宜。但有的廠商生產的CMOS相機如果采用幀曝光的方式的話，也可以當作CCD來使用的。又假如物體運動的速度很慢，在我們設定的相機曝光時間范圍內，物體運動的距離很小，換算成像素大小也就在一兩個像素內，那么選擇CMOS相機也是合適的。因為在曝光時間內，一兩個像素的偏差人眼根本看不出來(如果不是做測量用的話)，但超過2個像素的偏差，物體拍出來的圖像就有拖影，這樣就不能選擇CMOS相機了。
彩色&黑白
如果我們要處理的是與圖像顏色有關，那當然是采用彩色相機，否則建議你用黑白的，因為黑白的同樣分辨率的相機，精度比彩色高，尤其是在看圖像邊緣的時候，黑白的效果更好。
幀率
根據要檢測的速度，選擇相機的幀率一定要大于或等于檢測速度，等于的情況就是你處理圖像的時間一定要快，一定要在相機的曝光和傳輸的時間內完成。
線陣&面陣
對于檢測精度要求很高，面陣相機的分辨率達不到要求的情況下，當然線陣相機是必然的一個選擇。
傳輸接口
根據傳輸的距離、穩定性、傳輸的數據大小（帶寬）選擇USB、1394、Camerlink、百兆/千兆網接口的相機。
CCD靶面
靶面尺寸的大小會影響到鏡頭焦距的長短，在相同視角下，靶面尺寸越大，焦距越長。在選擇相機時，特別是對拍攝角度有比較嚴格要求的時候，CCD靶面的大小，CCD與鏡頭的配合情況將直接影響視場角的大小和圖像的清晰度。因此在選擇CCD尺寸時，要結合鏡頭的焦距、視場角一起選擇，一般而言，選擇CCD靶面要結合物理安裝的空間來決定鏡頭的工作距離是否在安裝空間范圍內，要求鏡頭的尺寸一定要大于或等于相機的靶面尺寸。
鏡頭的選擇
先根據環境的遠近選擇鏡頭焦距；再根據觀看的范圍選擇鏡頭角度；
數字攝像頭常見技術參數
1、分辨率(Resolution)
所謂分辨率就是指畫面的解析度，攝像頭每次采集圖像的像素點數(Pixels)，對于攝像頭一般是直接與傳感器的像元數對應。通常所看到的分辨率都以乘法形式表現的，比如1024*768，其中的1024表示屏幕上水平方向顯示的點數，768表示垂直方向的點數。對于模擬攝像頭則是取決于視頻制式，PAL制為768*576，NTSC制為640*480。
2、max幀率(Frame Rate)/行頻(Line Rate)：
攝像頭采集傳輸圖像的速率，對于面陣攝像頭一般為每秒采集的幀數(Frames/Sec.)，對于線陣攝像機為每秒采集的行數(Hz)。
3、曝光方式(Exposure)和快門速度(Shutter)
對于線陣攝像頭都是逐行曝光的方式，可以選擇固定行頻和外觸發同步的采集方式，曝光時間可以與行周期一致，也可以設定一個固定的時間；面陣攝像頭有幀曝光、場曝光和滾動行曝光等幾種常見方式，數字攝像頭一般都提供外觸發采圖的功能。快門速度一般可到10微秒，高速攝像頭還可以更快。
4、像素深度(Pixel Depth)：
即每像素數據的位數，一般常用的是8Bit，對于數字攝像機一般還會有10Bit、12Bit等。
5、像元尺寸(Pixel Size)：
像元大小和像元數（分辨率）共同決定了攝像頭靶面的大小。目前數字攝像頭像元尺寸一般為3μm-10μm。
6、光譜響應特性(Spectral Range)：
是指該像元傳感器對不同光波的敏感特性，一般響應范圍是350nm－1000nm，一些攝像頭在靶面前加了一個濾鏡，濾除紅外光線，如果系統需要對紅外感光時可去掉該濾鏡。
7、感光區靶面尺寸：
指攝像頭感光芯片大小，分別有1英寸，2/3英寸，1/2英寸，1/3英寸，1/4英寸等等，英寸數越小，所照的視場范圍越小。
相機傳輸方式的確定，針對目前市面上的相機傳輸方式及其應用的優缺點如下所述：
1）模擬相機（PCI采集卡），對速度要求不高可選擇。其優點：穩定，性價比高；缺點：幀率低，一般只能達到25幀—30幀；
2）USB接口相機，系統只用到單個相機的可先擇，要求高速的時候可先擇。優點：不需要占PCI插槽，幀頻高，性價比高；缺點：占系統CPU；
3）1394接口相機，系統用到多個相機的時候可先擇，要求高速的時候可先擇。優點：不占系統CPU，幀頻高； 缺點：占PCI插槽，價格昂貴。
速度和曝光
在選擇一款工業數字相機時，物體成像的速度必須充分考慮好。例如，假設在拍攝過程中，物體在曝光中沒有移動，可用相對簡單和便宜的工業相機；對于靜止或緩慢移動的物體，面陣工業相機適合于對靜止或移動緩慢的物體成像。因為整個面陣區域必須一次曝光，在曝光時間當中任何的移動會導致圖像的模糊，但是，運動模糊可以通過減少曝光時間或使用閃光燈來控制；對于快速移動的物體，當對運動的物體使用一個面陣工業相機時，需要考慮在曝光時間當中處于工業相機當中的運動對象數量，還需要考慮物體上能用一個像素表征的min特征，也就是對象分辨率，在采集運動物體的圖像的拇指規則就是曝光必須發生在采集物體移動量小于一個像素的時間內。如果你采集的物體是在以1厘米/秒的速度勻速移動，而且物體分辨率已經設置為1 pixel/mm，那么需要的max曝光時間是1/10每秒。因為物體移動一個距離恰好等于相機傳感器中的一個像素，當使用max曝光時間時這里會有一定數量的模糊。在這種情況下，一般傾向于將曝光時間設置的比max值要快，比如1/20每秒，就能保持物體在移動半個像素內成像。如果同樣的物體以1厘米/秒的速度移動，物體分辨率為1 pixel/微米，那么一秒中所需要的max曝光是1/10000.曝光設置的對快取決于所采用的相機，還有你是否能夠給物體足夠的光來獲得一幅好的圖像。
選擇數字相機還是模擬相機
圖像處理器和采集卡屬于相對容易選擇的電子裝置，它們的主要參數是存儲能力和處理速度。
CCD和CMOS二者在圖像質量上沒有明顯的優劣之分。基于CMOS的工業相機需要的部件較少，電耗較低，提供數據的速度也比基于CCD的相機快； 但CCD則是更為成熟的技術，能夠以較低的噪聲提供質量更好的圖像，而弱點是數據傳輸速度較慢，不太靈活，部件較多和電耗較高。
影響相機價格因素
典型情況下，由于傳感器尺寸的原因，像素數越高的相機就越昂貴。
在一定的分辨率下，幀速提高，成本也趨向于增加。
時提高幀速和分辨率通常要求相機具有多端口讀出，這使系統的復雜程度增加，因而提高了成本。
CCD和CMOS芯片在內部都生成模擬信號，因此，模擬相機和數字相機之間的主要區別在于圖像是在哪里被數字化的。數字相機在相機里將信號數字化，并且通過串行總線接口（比如FireWire, USB, Camera Link, Gigabit Ethernet）將信號以數字方式傳輸給計算機（或圖像處理器）。而在另一方面，模擬相機系統并不是在其內部將圖像信號數字化（數字化是由計算機完成的），所以，模擬信息是通過同軸電纜而進行傳輸的。
盡管兩種方法都能夠有效地傳輸信號，但模擬信號可能會由于工廠內其他設備（比如電動機或高壓電纜）的電磁干擾而造成失真。隨著噪聲水平的提高，模擬相機的動態范圍（原始信號與噪聲之比）會降低。動態范圍決定了有多少信息能夠被從相機傳輸給計算機。
典型的模擬相機需要5瓦到10瓦操作功率，而分辨率指標相當的數字相機則不到1瓦
結論：為機器視覺系統選擇相機時要認真考慮工業相機的性能和成本。雖然工業模擬相機遠比工業數字相機便宜，但它們的分辨率和圖像質量較低，所以可能會被局限在要求不太高的應用中。數字相機比模擬相機昂貴，但它們的高成本可能值得為要求高速度、高準確度和高精度的應用而付出。
（來源：網絡，版權歸原作者）
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