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由于CMOS传感器采用一般半导体电路常用的CMOS工艺,可以轻易地将周边电路(如AGC、CDS、时序、或DSP等)集成到传感器芯片中,因此可以节省外围芯片的成本。
CMOS 传感器可以随机寻址,能够非常方便地仅将队列中感兴趣地部分读出,提高帧率。
像素深度是指每个像素用多少比特位表示。一般来说,每个像素的比特位数多,表达图像细节的能力强。
信噪比是指测量到的信号与测量到的总噪声之比。
动态范围用来描述每个像素能够分辨出的灰度等级。它是饱和电压(大的输出电平)摄像机输出的噪声之比。宽动态范围能够使场景中非常亮和非常昏暗部分的细节同时被清晰的显示,如人背向站在非常亮的光线下,背景的细节和人脸上的细节都能够看的非常清晰。
摄像机的感光度(响应度)定义摄像机在固定曝光量下的灵敏性特性,它与照射的光波的波长有关。
图像采集方式主要是指 (1) 什么时候开始采集?(2) 曝光的长度?(3) 如何结束采集?
开始采集通常有软件采集和外部硬件信号触发采集二种。软件采集是计算机向摄像机发出开始采集命令,可以是单帧采集或多帧连续采集;外触发采集是通过外部触发信号启动采集,信号可以是上升沿或下降沿触发或电平触发。
曝光时间,软件命令采集是通过对寄存器编程设置实现不同长度的曝光;外触发采集的沿触发方式也是通过寄存器编程设置实现,电平触发则是用触发的电平的持续时间控制的。
常用的电子快门有二种工作方式: global shutter(帧曝光),rolling shutter(逐行曝光)。
Global shutter 是传感器阵列中所有像素同时曝光,曝光周期由预先设定的快门时间确定。一些CMOS传感器使用rolling shutter,传感器上的所有像素不是同时曝光,而是同一行上的像素同时曝光,不同行的曝光起始时间是不同的。图像上的行先曝光,先结束,后面的行开始和结束曝光均比行略有延迟,相互有交迭,每一行的曝光时间是相同的,行间的延迟是不变的。
显而易见,相邻像素binning,信号电荷增加一倍,摄像机对光的灵敏度增加6dB,信噪比提高3dB。当然,binning后的图像空间分辨率降低了。
Blooming是指被拍摄的场景中有非常亮的部分,在光电转换过程中,传感器上对应非常亮的部分的像素电荷超出了满阱能力,溢出到周围相邻像素,画面上产生白斑。
假设检测一个物体的表面划痕,要求拍摄的物体大小为10*8mm,要求的检测精度是0.01mm。假设我们要拍摄的视野范围在12*10mm,那么相机的低分辨率应该选择在:(12/0.01)*(10/0.01)=1200*1000,约为120万像素的相机,也就是说一个像素对应一个检测的缺陷的话,那么低分辨率不少于120万像素,但市面上常见的是130万像素的相机,因此一般而言是选用130万像素的相机。
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