回憶過去50年工業(yè)相機發(fā)展史,不難看出CCD相機、CMOS相機長期并存占據(jù)著工業(yè)相機整個市場;展望未來,數(shù)字相機取代模擬相機,成為機器視覺技術(shù)發(fā)展之關(guān)鍵。面對市場需求,CCD相機、CMOS相機為何可以長期并存?數(shù)字工業(yè)相機又具何優(yōu)勢可獨占鰲頭?帶著種種疑問,小編在上海機器視覺展會期間專門采訪了復(fù)旦大學(xué)教授陳雁秋先生。
陳雁秋先生分別從工業(yè)相機分類、CCD相機與CMOS相機差異以及數(shù)字相機優(yōu)勢三個方面闡述了工業(yè)相機標準發(fā)展趨勢,并對相應(yīng)市場需求,做了發(fā)展預(yù)測,下面是采訪陳先生的具體內(nèi)容:
一、工業(yè)相機詳細分類:
工業(yè)相機的選擇一般要根據(jù)需求來確定,熟悉工業(yè)相機分類尤為重要。1)按照芯片類型可分為CCD相機、CMOS相機;2)按照傳感器結(jié)構(gòu)特性可分為線陣相機、面陣相機;3)按照掃描方式可分為隔行掃描相機、逐行掃描相機;4)按照分辨率大小可分為普通分辨率相機、高分辨率相機;5)按照輸出信號方式可分為模擬相機、數(shù)字相機;6)按照輸出色彩可分為單色(黑白)相機、彩色相機;7)按照輸出信號速度可分為普通速度相機、高速相機;8)按照響應(yīng)頻率范圍可分為可見光(普通)相機、紅外相機、紫外相機等。
二、CCD相機與CMOS相機差異
CCD相機與CMOS相機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的每個感光二極管都需要搭配一個放大器,而CCD只需要一個放大器放在芯片邊緣,那么與CMOS相比,CCD的噪聲就相對少了很多,圖像品質(zhì)相應(yīng)的就會高一些;2)耗電量差異。CMOS采用主動式圖像采集方式,而CCD為被動式采集方式,那么,CCD的耗電就要比CMOS多;3)分辨率差異。由于CMOS的每個像素都比CCD復(fù)雜,但像素尺寸卻達不到CCD的水平,因此,相同尺寸下的CCD與CMOS時,CCD的分辨率通常會略高;4)靈敏度差異。因為CMOS是點直接讀取信號,而CCD則是行間接讀取信號,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的制造成本就相對高于CMOS。也就是說,什么樣標準的工業(yè)相機是發(fā)展的趨勢完全是由客戶的需要、市場的需求來決定的。例如,如果市場需要的是價格便宜,耗電量低的,那么CMOS相機就是發(fā)展趨勢;如果市場需要的是分辨率高、感光性好的,那么CCD相機就會是發(fā)展的趨勢。
三、數(shù)字工業(yè)相機優(yōu)勢
我們來看下數(shù)字相機與模擬相機的差異,實際上大部分的市場人士都認為數(shù)字化將是機器視覺領(lǐng)域發(fā)展的趨勢,是工業(yè)相機的標準類型,對數(shù)字相機取代模擬相機的前景非常看好。那么,我們就著重來看數(shù)字相機,數(shù)字工業(yè)相機按接口標準不同分為USB、1394、CameraLink和Gige這四大類。USB具有成本低、傳輸速度快、使用方便、連接靈活、獨立供電等優(yōu)點,1394相較于USB來說,成本相對高,但傳輸速度更快,而CameraLink能夠解決大數(shù)據(jù)量傳送問題,Gige則能夠解決長距離傳輸問題。如此看來,標準的選擇依然是根據(jù)市場的需求來決定的。
綜上所述,今后工業(yè)相機標準發(fā)展趨勢如何完全由市場需求來確定,不同客戶會根據(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,選擇合適的工業(yè)相機。