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工业相机帧率与曝光时间之间的联系
2021.01.28

工业相机是机器视觉系统的重要组成部分之一,在机器视觉系统中有着非常重要的作用。工业视觉相机已经被广泛应用于工业生产线在线检测、智能交通,机器视觉,科研,军事科学,航天航空等众多领域。

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工业相机的主要参数包括:分辨率、帧率、像素、像元尺寸、光谱响应特性等。其中帧率是用于测量显示帧数的量度。测量单位为每秒显示帧数,简称:FPS或“赫兹”(Hz)。


      由于人类眼睛的特殊生理结构,如果所看画面之帧率高于16fps的时候,就会认为是连贯的,此现象称之为视觉暂留。这也就是为什么电影胶片是一格一格拍摄出来,然后快速播放的。


      每秒的帧数(fps)或者说帧率表示图形处理器处理场时每秒钟能够更新的次数。高的帧率可以得到更流畅、更逼真的动画。一般来说30fps就是可以接受的,但是将性能提升至60fps则可以明显提升交互感和逼真感,但是一般来说超过75fps一般就不容易察觉到有明显的流畅度提升了。如果帧率超过屏幕刷新率只会浪费图形处理的能力,因为监视器不能以这么快的速度更新,这样超过刷新率的帧率就浪费掉了。最大帧率/行频:即相机采集传输图像的速率,对于面阵相机一般为每秒采集的帧数(Frames/Sec.),对于线阵相机为每秒采集的行数(Hz)。


工业相机帧率和曝光时间的联系:


相机上的图像采集过程包括两个截然不同的部分。第一部分是曝光。曝光完成后,进行第二部分Readout过程即从传感器的寄存器中读出数据并传送出去


       关于图像采集过程中,相机操作有两种常见的方法:非重叠模式的曝光和重叠模式的曝光。在非重叠模式中,每个图像采集的周期中,相机在下一个图像采集开始前,均要完成曝光/读出整个过程。虽然非重叠的模式,可适合于许多情况下,但它并不是最有效的方式。为了提高相机的帧率,允许在下一帧图像开始曝光时候,将前一帧获得的图像数据读出并传送出去。相机读出数据和下一帧曝光开始出现重叠的情况,在同一个时刻内,相机执行两个操作,导致在同样的单位时间内,在重叠曝光模式下,可以采集到更多的图片,即相机的帧率更高。



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