憶過(guò)去看未來(lái) 小議工業(yè)相機(jī)發(fā)展趨勢(shì)

回憶過(guò)去50年工業(yè)相機(jī)發(fā)展史，不難看出CCD相機(jī)、CMOS相機(jī)長(zhǎng)期并存占據(jù)著工業(yè)相機(jī)整個(gè)市場(chǎng)；展望未來(lái)，數(shù)字相機(jī)取代模擬相機(jī)，成為機(jī)器視覺(jué)技術(shù)發(fā)展之關(guān)鍵。面對(duì)市場(chǎng)需求，CCD相機(jī)、CMOS相機(jī)為何可以長(zhǎng)期并存？數(shù)字工業(yè)相機(jī)又具何優(yōu)勢(shì)可獨(dú)占鰲頭？帶著種種疑問(wèn)，小編在上海機(jī)器視覺(jué)展會(huì)期間專(zhuān)門(mén)采訪(fǎng)了復(fù)旦大學(xué)教授陳雁秋先生。

陳雁秋先生分別從工業(yè)相機(jī)分類(lèi)、CCD相機(jī)與CMOS相機(jī)差異以及數(shù)字相機(jī)優(yōu)勢(shì)三個(gè)方面闡述了工業(yè)相機(jī)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展趨勢(shì)，并對(duì)相應(yīng)市場(chǎng)需求，做了發(fā)展預(yù)測(cè)，下面是采訪(fǎng)陳先生的具體內(nèi)容：

一、工業(yè)相機(jī)詳細(xì)分類(lèi)：

工業(yè)相機(jī)的選擇一般要根據(jù)需求來(lái)確定，熟悉工業(yè)相機(jī)分類(lèi)尤為重要。1）按照芯片類(lèi)型可分為CCD相機(jī)、CMOS相機(jī)；2）按照傳感器結(jié)構(gòu)特性可分為線(xiàn)陣相機(jī)、面陣相機(jī)；3）按照掃描方式可分為隔行掃描相機(jī)、逐行掃描相機(jī)；4）按照分辨率大小可分為普通分辨率相機(jī)、高分辨率相機(jī)；5）按照輸出信號(hào)方式可分為模擬相機(jī)、數(shù)字相機(jī)；6）按照輸出色彩可分為單色(黑白)相機(jī)、彩色相機(jī)；7）按照輸出信號(hào)速度可分為普通速度相機(jī)、高速相機(jī)；8）按照響應(yīng)頻率范圍可分為可見(jiàn)光(普通)相機(jī)、紅外相機(jī)、紫外相機(jī)等。

二、CCD相機(jī)與CMOS相機(jī)差異

CCD相機(jī)與CMOS相機(jī)兩者的原理基本上是相同的，差異存在于兩者的性能上，其中包括：1）噪聲差異。由于CMOS的每個(gè)感光二極管都需要搭配一個(gè)放大器，而CCD只需要一個(gè)放大器放在芯片邊緣，那么與CMOS相比，CCD的噪聲就相對(duì)少了很多，圖像品質(zhì)相應(yīng)的就會(huì)高一些；2）耗電量差異。CMOS采用主動(dòng)式圖像采集方式，而CCD為被動(dòng)式采集方式，那么，CCD的耗電就要比CMOS多；3）分辨率差異。由于CMOS的每個(gè)像素都比CCD復(fù)雜，但像素尺寸卻達(dá)不到CCD的水平，因此，相同尺寸下的CCD與CMOS時(shí)，CCD的分辨率通常會(huì)略高；4）靈敏度差異。因?yàn)镃MOS是點(diǎn)直接讀取信號(hào)，而CCD則是行間接讀取信號(hào)，因此CCD的靈敏度要高于CMOS；5）成本差異。由于控制CCD的成品率比CMOS要麻煩，因此，CCD的制造成本就相對(duì)高于CMOS。也就是說(shuō)，什么樣標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)相機(jī)是發(fā)展的趨勢(shì)完全是由客戶(hù)的需要、市場(chǎng)的需求來(lái)決定的。例如，如果市場(chǎng)需要的是價(jià)格便宜，耗電量低的，那么CMOS相機(jī)就是發(fā)展趨勢(shì)；如果市場(chǎng)需要的是分辨率高、感光性好的，那么CCD相機(jī)就會(huì)是發(fā)展的趨勢(shì)。

三、數(shù)字工業(yè)相機(jī)優(yōu)勢(shì)

我們來(lái)看下數(shù)字相機(jī)與模擬相機(jī)的差異，實(shí)際上大部分的市場(chǎng)人士都認(rèn)為數(shù)字化將是機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)，是工業(yè)相機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)型，對(duì)數(shù)字相機(jī)取代模擬相機(jī)的前景非�？春�。那么，我們就著重來(lái)看數(shù)字相機(jī)，數(shù)字工業(yè)相機(jī)按接口標(biāo)準(zhǔn)不同分為USB、1394、CameraLink和Gige這四大類(lèi)。USB具有成本低、傳輸速度快、使用方便、連接靈活、獨(dú)立供電等優(yōu)點(diǎn)，1394相較于USB來(lái)說(shuō)，成本相對(duì)高，但傳輸速度更快，而CameraLink能夠解決大數(shù)據(jù)量傳送問(wèn)題，Gige則能夠解決長(zhǎng)距離傳輸問(wèn)題。如此看來(lái)，標(biāo)準(zhǔn)的選擇依然是根據(jù)市場(chǎng)的需求來(lái)決定的。

綜上所述，今后工業(yè)相機(jī)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展趨勢(shì)如何完全由市場(chǎng)需求來(lái)確定，不同客戶(hù)會(huì)根據(jù)需求預(yù)算、能源損耗、傳輸數(shù)據(jù)量、傳輸距離、使用方便性等特點(diǎn)，選擇合適的工業(yè)相機(jī)。