安全監(jiān)控市場上對速度和分辨率不斷提升的需求，是驅(qū)動產(chǎn)品設(shè)計從模擬向數(shù)字過渡的最主要動力。你正在從模擬向數(shù)字?jǐn)z影機(jī)轉(zhuǎn)移嗎？有五項重點(diǎn)你不可不知。
1. 提高分辨率的利與弊
高分辨率相機(jī)可以產(chǎn)生更清晰、精確的圖像，提高擷取圖像的精準(zhǔn)度，但缺點(diǎn)是速度會較慢。數(shù)字?jǐn)z影機(jī)是以表示像素值的一系列數(shù)字號碼來發(fā)送影像數(shù)據(jù)。一個分辨率200 x 100像素的攝像機(jī)會有20,000像素，因此會有20,000個數(shù)字必須被發(fā)送到采集系統(tǒng)。若攝像機(jī)的數(shù)據(jù)率為25MHz，則傳送每個值需要40ns，總時間約需0.0008秒，相當(dāng)于每秒1,250幀。
當(dāng)攝像機(jī)分辨率提升到640 x 480時，總像素增加到307,200，大約是200 x 100分辨率的15倍。同樣以25MHz數(shù)據(jù)率處理，總共會需要0.012288秒，或每秒81.4幀。這些都只是近似值，實(shí)際的攝像機(jī)幀率可能會因?yàn)椴僮髡咴黾悠毓夂驮O(shè)置時間而更慢，但很明顯，提升相機(jī)分辨率將導(dǎo)致攝像機(jī)幀速率下降。盡管有許多攝像機(jī)的輸出配置有可能做到在不犧牲幀速率的情況下提升分辨率，但這些做法都將伴隨額外的復(fù)雜性和更高成本。
2. 速度和曝光
當(dāng)選擇一款數(shù)字?jǐn)z像機(jī)時，其成像速度必須相當(dāng)良好。假設(shè)要拍攝的對象在曝光過程中都不會移動，就可以選用相對簡單和便宜的攝影機(jī)。但通常情況下，攝像機(jī)要拍攝的都是會連續(xù)移動的對象。因此，針對拍攝對象的不同特性，選擇的攝像機(jī)也有所差異。
靜止或移動緩慢的物體：區(qū)域數(shù)組攝像機(jī)很適合靜止或移動緩慢的對象成像。因?yàn)檎麄€區(qū)域數(shù)組必須立即被曝光，因此曝光時間將導(dǎo)致圖像模糊。不過，可藉由減少曝光時間或使用閃光燈來控制運(yùn)動模糊情況。
快速移動的物體：當(dāng)使用區(qū)域數(shù)組攝像機(jī)拍攝運(yùn)動的對象時，必須考慮到攝像機(jī)曝光時間的移動量和對象分辨率等要素。最主要原則在于當(dāng)獲取移動對象影像時，曝光必須發(fā)生在該對象移動量小于一個像素的時間內(nèi)。
3. 幀速率
攝像機(jī)的幀速率意味著該相機(jī)可在預(yù)定時間周期內(nèi)傳送給采集系統(tǒng)的完整幀，通常以幀／每秒來表示。例如，搭載640 x 480分辨率傳感器的攝像機(jī)最大幀速率為每秒50幀。因此攝像機(jī)必須以20ms以下的曝光速度來傳送一個幀。一些攝像機(jī)無法在當(dāng)前曝光被讀取時接著后續(xù)曝光，因此它們需要在沒有攝取影像時固定曝光之間的時間。不過，許多攝像機(jī)都已能在讀取一個影像的同時繼續(xù)下一次的曝光了。因此，當(dāng)拍攝移動對象時，必須考慮讀出時間和攝像機(jī)所采用的方法。
4. 頻譜響應(yīng)和響應(yīng)度
所有采用電子傳感器的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)都對光線能量極為靈敏。光能的波長范圍一般從400nm到1,000nm出頭左右。另外有一些特殊情況是低于400nm或是進(jìn)入紫外光譜之烈，有些則在1,000nm以上并進(jìn)入紅外光譜范圍內(nèi)。有時在成像時，當(dāng)希望分離某些從對象發(fā)出的特定光波長，攝像機(jī)所需波長的特性可能需要被定義。可運(yùn)用濾波器來濾掉不需要的波長，但仍然有必要知道攝像機(jī)對所需波長的響應(yīng)。
攝像機(jī)的響應(yīng)度定義了攝像機(jī)對固定曝光量的靈敏度。攝像機(jī)的響應(yīng)度可以用LUX或DN/(nJ/cm^2)來定義?！窵UX」通常用來定義一定范圍內(nèi)可見光上光子單位的靈敏度；而DN/(nJ/cm^2)則并未局限在對可見光的響應(yīng)。通常來說，這兩個詞都描述了攝像機(jī)對光的響應(yīng)能力。
5. 位深
數(shù)字?jǐn)z像機(jī)會生成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，或稱像素值。這些數(shù)字化數(shù)據(jù)的每個像素都具有特定的比特號碼，稱為像素位深。位深通常為8~16比特。在單色攝像機(jī)中，位深定義了從深到淺的灰階等級，其中0值為100%黑暗，而255（針對8位攝像機(jī)）則為100%的白色。0~255之間的值則是灰色，其中接近0的值為深灰色，而接近255的值幾乎是白色。10位數(shù)據(jù)將產(chǎn)生1,024個灰階，而12位數(shù)據(jù)會產(chǎn)生4,096個。
針對每一種應(yīng)用，都必須仔細(xì)考慮以確定灰階中的細(xì)或粗粒度步驟是否必要。機(jī)器視覺系統(tǒng)通常使用8位像素，而10或12位的數(shù)據(jù)量則是加倍的。但更高位也會導(dǎo)到系統(tǒng)速度降低，而更高的位深也會增加系統(tǒng)整合的復(fù)雜性，因?yàn)楦叩奈簧顣枰^大帶寬，特別是當(dāng)一個攝像機(jī)具有多個輸出之時。
Via Teledyne DALSA
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