淺析工業(yè)相機的幀率 以及如何曝光

工業(yè)相機是機器視覺系統(tǒng)的先鋒,負(fù)責(zé)圖像數(shù)據(jù)獲取，是視覺系統(tǒng)中的核心部件。工業(yè)相機的主要參數(shù)包括:分辨率、像素深度、像元尺寸、幀率、光譜響應(yīng)特性等。我們今天對幀率進行一個細(xì)致的了解。

幀率(Framerate)是表示單位時間內(nèi)顯示的幀數(shù)量度。面幀相機每秒采集或曝光的幀數(shù)(FramesperSecond),簡稱:FPS，對于線陣相機為每秒采集的行數(shù)(Hz)。

相機圖像采集過程分為曝光（exposure）和讀?。≧eadout）。第一步進行曝光動作，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）。針對這兩個步驟，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。如下所示

Non-overlapped Exposure

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“重疊”(“overlapped”)曝光的方式下圖所示。

overlapped Exposure

從上邊兩個圖中，我們可以知道在“non-overlapped”的曝光和“overlapped”的曝光模式底下，一幀圖像的周期存在著這樣的關(guān)系:

"overlapped”模式下: FramePeriod≤Exposure Time + ReadoutTime

“non-overlapped”模式下:FramePeriod > Exposure Time + Readout Time

而實際上COMS相機Readout time時間很小可以忽略不計，幀率主要取決于曝光于通信帶寬。

以芯片CMV4000為例（長2048 X寬2048），單張圖像大小4M。

當(dāng)曝光時間大于傳輸時間就會影響相機幀率，而當(dāng)曝光時間≤對應(yīng)傳輸時間，幀率就取決于傳輸時間。

編輯：jq