相機(jī)是機(jī)器視覺(jué)解決方案系統(tǒng)的核心部件，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，尤其是用于生產(chǎn)監(jiān)控、測(cè)量任務(wù)和質(zhì)量控制等。工業(yè)數(shù)字相機(jī)通常比常規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字相機(jī)更加堅(jiān)固耐用。這是因?yàn)樗鼈儽仨毮軌驊?yīng)對(duì)各種復(fù)雜多變的外部影響，如應(yīng)用于高溫、高濕、粉塵等惡劣環(huán)境。工業(yè)相機(jī)的分類形式有很多，下文將詳細(xì)介紹幾種常用類型的工業(yè)相機(jī)。

面陣相機(jī)與線陣相機(jī)的區(qū)別在于前者是以面為單位進(jìn)行圖像采集，可以直接獲得完整的二維圖像信息，后者的以“線”為單位，雖然也是二維圖形，但長(zhǎng)度較長(zhǎng)，而寬度卻只有幾個(gè)像素。這是因?yàn)榫€陣相機(jī)的傳感器只有一行感光元素。雖然面陣相機(jī)的像元總數(shù)較多，但分布到每一行的像素單元卻少于線陣相機(jī)，因此面陣相機(jī)的分辨率和掃描頻率一般低于線陣相機(jī)。

由于線陣相機(jī)的感光元素呈現(xiàn)“線”狀，采集到的圖像信息也是線狀，為了采集完整的圖像信息，往往需要配合掃描運(yùn)動(dòng)。如采集勻速直線運(yùn)動(dòng)金屬、纖維等材料的圖像。線陣圖像傳感器以CCD為主，市場(chǎng)上曾經(jīng)也出現(xiàn)過(guò)一些線陣CMOS圖像傳感器，但是，線陣CCD仍是主流。目前，陷陣CCD加掃描運(yùn)動(dòng)獲取圖像的方案應(yīng)用廣泛，尤其在要求視場(chǎng)范圍大、圖像分辨率高的情況下。面陣相機(jī)可以用于面積、形狀、位置測(cè)量或表面質(zhì)量檢測(cè)等，直接獲取二維圖形能一定程度上減少圖像處理算法的復(fù)雜度。在實(shí)際的工程應(yīng)用當(dāng)中，需要根據(jù)工程需求選擇。

黑白相機(jī)和彩色相機(jī)很容易理解，輸出圖像是黑白的就是黑白相機(jī)，彩色的就是彩色相機(jī)。先來(lái)看簡(jiǎn)單的黑白相機(jī)，當(dāng)光線照射到感光芯片時(shí)，光子信號(hào)會(huì)轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)。由于光子的數(shù)目與電子的數(shù)目成比例，主要統(tǒng)計(jì)出電子數(shù)目就能形成反應(yīng)光線強(qiáng)弱的黑白圖像。經(jīng)過(guò)相機(jī)內(nèi)部的微處理器處理，輸出就是一幅數(shù)字圖像。在黑白相機(jī)中，光的顏色信息是沒(méi)有被保留的。

實(shí)際上CCD是無(wú)法區(qū)分顏色的，只能感受到信號(hào)的強(qiáng)弱。在這種情況下為了采集彩色圖像，理論上可以使用分光棱鏡將光線分成光學(xué)三原色(RGB)，接著使用三個(gè)CCD去分別感知強(qiáng)弱，最好在綜合到一起。這種方案理論上可行，但是采用3個(gè)CCD加分光棱鏡使得成本驟增。最好的辦法是僅使用一個(gè)CCD也能輸出各種彩色分量。但彩色圖像的細(xì)節(jié)處會(huì)出現(xiàn)偽彩色，導(dǎo)致精度降低。在工業(yè)應(yīng)用中如果我們要處理的是與圖像顏色有關(guān)，那么我們需要采用彩色相機(jī);如果不是，那么最好選用黑白相機(jī)，因?yàn)樵谕瑯臃直媛氏?，黑白相機(jī)的精度高于彩色相機(jī)。

審核編輯：湯梓紅