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CCD相机与CMOS相机的工作原理

作 者:康耐德智能关注:119发表时间:2018-08-14 09:22:50来源:网络资源

机器视觉已经越来越多运用到各个行业的检测、识别、定位,采集数据等等,它结合不同的设备、夹具、机器人、软件。出现在越来越多的场合里,正如自动化的概念一样慢慢渗透到各个行业、各个领域中,很多行业都是从无到有的一个过程。

 

[ 工业相机 ]成像分为黑边和彩色两种,成像色彩的不同与感光芯片(CCD/CMOS)有很大关系。



 


数字相机成像原理:被检物品反射光线,经过镜头折射在感光传感器上(CCD或者CMOS)产生模拟的电流信号,此信号经过模数转换器转换至数字信号,然后传递给图像处理器,得到图像,然后通过工业相机通信接口,传入计算机中,以方便后续图像处理分析。

 

[CCD相机]工作原理:CCD相机是电荷耦合器件的简称,在感光像点接受光照之后,感光元件产生对应的电流,电流大小与光强对应,因此感光元件直接输出的电信号是模拟的。在CCD传感器中,每一个感光元件都不对此作进一步的处理,而是将它直接输出到下一个寄存器,结合该元件生成的模拟信号输出给第三个寄存器,以此类推,直到结合所有寄存器后,才能形成统一的输出。

 

由于感光元件生成的电信号实在太微弱了加上在此过程中会产生大量电压损耗,无法直接进行模数转换工作,因此这些输出数据必须做统一的放大处理—这项任务是由CCD传感器中的放大器专门负责,经放大器处理之后,每个像点的电信号强度都获得同样幅度的增大;因信号只通过一个放大器进行放大,所以产生的噪点较少。



 


由于CCD相机本身无法将模拟信号直接转换为数字信号,因此还需要一个专门的模数转换芯片进行处理,然后以二进制数字图像矩阵的形式输出给专门的DSP处理芯片。

 

[CMOS相机]工作原理:CMOS是互补金属氧化物半导体的简称,CMOS传感器中每一个感光元件都直接整合了放大器和模数转换逻辑,当感光二极管接受光照、产生模拟的电信号之后,电信号会先被该感光元件中的放大器放大,然后直接转换成对应的数字信号。换句话说,在CMOS传感器中,每一个感光元件都可产生数字输出,所得数字信号合并之后被直接送交DSP芯片处理,问题恰恰是发生在这里,CMOS感光元件中的放大器属于模拟器件,无法保证每个像点的放大率都保持严格一致,致使放大后的图像数据无法代表拍摄物体的原貌,体现在输出结果上,就是图像中出现大量的噪声,品质明显低于CCD传感器,不过目前这方面的技术已大幅改善。




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