摄像机基础知识

§1 摄像机分类

摄像机的种类很多，可以按照表1的方法进行分类：

表1 摄像机的分类

下面详细说明一下各个类别的摄像机。

§1.1 CCD相机与CMOS相机

CCD相机：使用CCD式感光芯片为图象传感器的相机。

CMOS相机：使用CMOS式感光芯片为图象传感器的相机。

CCD相机是目前绝大多数机器视觉系统中所使用的相机。现在市场上公开销售的CCD 相机，无论是在图象格式、分辨率还是敏感度等各个方面都有着广阔的选择空间。可以这样说：CCD相机所提供给我们的优越性能，可以满足99％的项目要求。

与CCD相机相比，虽然CMOS相机有着如：工艺简单、成本低廉、低功耗、系统整合性好、区域读取图象灵活等诸多优点。但由于生产工艺上的差距，CMOS目前在除噪及灵敏度方面仍逊于CCD，因此主要应用在对于图像质量要求不是很高的领域。

§1.2 黑白相机与彩色相机

黑白相机：输出图象为单色图象的相机。

彩色相机：输出图象为彩色图象的相机。

多数彩色CCD相机所采用的技术，是在单一传感器前装置一系列彩色滤片，从而令不同色彩的光进入到不同CCD点象素中去，也就是说不同象素中所感受到的只是某一种单色光的灰度。

就目前的生产工艺来说，由于使用滤片使得彩色相机的灵敏度远低于单色相机。同时由于彩色相机中的象素只“存放”一种色光的灰度值，因此彩色相机的分辨率也远远不及单色相机。这便使得彩色相机只能用于需要“色彩认识”的系统，还不能被普通使用于高精度的测量、定位等系统。

§1.3 面阵相机与线阵相机

面扫描相机：CCD感光芯片上的点阵呈面状分布的相机，其所成图象为二维“面”图象。

线扫描相机：CCD感光芯片上的点阵呈线状（一行或两行）分布的相机，其所成图象为一维“线”图象。

顾名思义，线扫描相机里的CCD感光芯片，只是一条线（或是两条线），但这条线却很长：1K，2K，4K甚至更长。也就是说线扫描相机一次拍出的图象，只是一条线。为了得到整个二维图象，通常需要移动被测物或相机本身，同时间断地拍照。

与扫描相机一次成象相比，线扫描相机需要多次成象后，将所成的“线”象拼成一幅完整的图象。因此，线扫描相机更多地被用于分辨率要求极高的项目里。同时还需要大口径镜头、强亮度 灯源以及口光圈，以适应其非常高的成象速度

§1.4 模拟相机与数字相机

模拟信号相机：在模拟信号相机中，从传感器中传出的信号，被转换成模拟电压信号，即普通视频信号，后再传到图象采集卡中。

数字信号相机：在数字信号相机中，信号自传感器中的每一个象素输出后，在相机内部就被数字化了，数字化之后的图象可直接被计算机所接受。

模拟信号相机的成本一般上低于数字信号相机。但是在除噪、速度方面则比数字信号相机来得差。如我们常常听到的，EIA，RS－170、NTSC、CCIR、PAL，都是常用模拟信号传输标准。数字信号相机除了在除噪及速度方面优于模拟信号相机外，由于是数字信号传输方式，因此在计算机中所得到的由数字信号相机拍出的图象，更加“逼真”。而且，数字信号相机在分辨率及万象速度方面有更多选择。CameraLInk，Gigabit Ethertnet 和Firewire等是数字信号相机最常见的传输标准。从上面的分析中，大家不难看出：数字信号相机取代模拟信号相机，是不可逆转的大趋势。不过目前我们常见的数字信号相机，多是家用CMOS数字相机。