工业相机专业术语整理

Posted 2020-12-05 zzdbullet

帧率：帧率（Frame rate）是用于测量显示帧数的量度。所谓的测量单位为每秒显示帧数(Frames per Second，简称：（FPS）或“赫兹”（Hz）。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。

*既然刷新率越快越好，为什么还要强调没必要追求太高的刷新率呢？

其中原因是在显示‘分辨率’不变的情况下，FPS越高，则对显卡的处理能力要求越高。

电脑中所显示的画面，都是由显卡来进行输出的，因此屏幕上每个像素的填充都得由显卡来进行计算、输出。

当画面的分辨率是1024×768时，画面的刷新率要达到24帧/秒，那么显卡在一秒钟内需要处理的像素量就达到了“1024×768×24=18874368”。

如果要求画面的刷新率达到50帧/秒，则数据量一下子提升到了“1024×768×50=39321600”。

FPS与分辨率、显卡处理能力的关系如下：

处理能力=分辨率×刷新率。这也就是为什么在玩游戏时，分辨率设置得越大，画面就越不流畅的原因了。

 

刷新频率：即屏幕刷新的速度。

刷新频率越低，图像闪烁、停顿和抖动的就越厉害，眼睛疲劳得就越快。

采用70Hz以上的刷新频率时才能基本消除闪烁，显示器最好稳定工作在允许的最高频率下，一般是85Hz。

在显示器内部，有一些振荡电路。

人们通常所说的刷新频率，指的就是振荡电路的频率。

刷新频率的计算公式是：水平同步扫描线X帧频=刷新频率。

普通显示器的刷新频率在15.75kHz－95kHz间。

15.75kHz是人体对显示器最低要求的刷新频率，是由525(线)X30(fps)=15.75kHz计算所得。

由此，我们可以逆推出显示器扫描一条水平线所花的时间：众所周知，时间和频率是倒数关系，即1/频率=时间。

在这里，1/15.75kHz= 63.5us（微秒）,也就是说在每帧525线、每秒30帧的模式下，显示器扫描一条水平线所花的时间是63.5微秒。

 

感兴趣区域（ROI）:机器视觉、图像处理中，从被处理的图像以方框、圆、椭圆、不规则多边形等方式勾勒出需要处理的区域，称为感兴趣区域，ROI。

 

全局曝光：光圈打开后，每一行同时开始曝光，同时结束曝光。曝光完成后，数据开始逐行读出。全局曝光下，相机接受曝光和数据读出的时间一致，但是结束数据读出的时间不一样。曝光时间与机械的开关速度有关。既然与机械运动相关，所以，存在理论上的最小曝光时间。

卷帘曝光：当光圈打开后，第一行曝光结束后，立即开始读出数据，数据完全读出后，下一行再开始曝光、读出数据。相机接受曝光，数据读出的时间长度一致，但是开始曝光的时间不一致。卷帘曝光存在具有一定间隔的卷帘来控制传感器的曝光时间。曝光时间的长短完全取决于卷帘的开口大小与卷帘的运动速度。也就是说，卷帘运动得越快，卷帘间距越小，其传感器的曝光时间越小。因此，卷帘曝光方式能够具有更小的曝光时间。

 

*全局曝光的优点是所有的像素点同时曝光。其缺点是曝光时间存在局限，存在机械极限的最小曝光时间。 

*卷帘曝光的优点是具有更小的曝光时间。其缺点是由于逐行的是在不同时间进行曝光取像，如果图像是运动的，则存在明显的拖影。因此，卷帘曝光不适合拍摄运动的物体。

 

曝光时间：曝光时间是为了将光投射到照相感光材料的感光面上，快门所要打开的时间。视照相感光材料的感光度和对感光面上的照度而定。曝光时间长的话进的光就多，适合光线条件比较差的情况。曝光时间短则适合光线比较好的情况。

 

内触发模式：相机内部自己触发采集输出图像，前提有用户控制好。内触发有连续采集和单帧采集两种模式。

外触发模式：相机受外部信号如外部电流触发，雷达信号触发等来控制工作。外触发分为软件触发和硬件触发。具体的外触发采集模式有单帧触发模式，多帧触发模式和PWM模式（脉宽控制曝光时间）。

触发抖动：和单片机按键抖动一个道理。

 

 

由上图可以看出理想波形与实际波形之间是有区别的，实际波形在按下和释放的瞬间都有抖动的现象，抖动时间的长短和按键的机械特性有关，一般为5~10ms。通常我们手动按键然后释放，这个动作中稳定闭合的时间超过了20ms。因此单片机在检测键盘是否按下时都要加上去抖动操作，有专用的去抖动电路，也有专门的去抖动芯片，这些属于硬件去抖动。通常我们采用软件延时的方法就可以解决抖动问题。

 

/* 软件去抖 */

if (0 == K1 ) //如果有键按下

{

delay_ms(8); //延时一段时间去抖

if (0 == K1) //如果真的有键按下，检测到得是稳定闭合状态

{

... //按键以后需要做的事情

}

while(!K1); //松手检测，如果按住不放则一直在循环里

}

Strobe输出：外触发模式的输出信号，例如利用这个输出信号控制闪光灯亮灭灯，包含亮灭，亮的时间，点亮延迟时间。同时也可以设置预输出，适合反应比较慢的闪光灯。

 

非交叠曝光：非交叠曝光是指当前帧的曝光和读出都完成后，再进行下一帧的曝光和读出。 非交叠曝光帧周期大于曝光时间与帧读出时间的和

交叠曝光：交叠曝光是指当前帧的曝光和前一帧的读出过程有重叠，即前一帧读出的同时，下一帧已经开始曝光。 交叠曝光帧周期小于等于曝光时间与帧读出时间的和

 

增益控制：根据信号的强弱来对信号进行增益。自动增益控制是限幅输出的一种,它利用线性放大和压缩放大的有效组合对助昕器的输出信号进行调整。当弱信号输入时,线性放大电路工作,保证输出信号的强度;当输入信号达到一定强度时,启动压缩放大电路,使输出幅度降低。也就是说,AGC功能可以通过改变输入输出压缩比例自动控制增益的幅度。AGC细分为AGCi(输入自动增益控制)和AGCo(输出自动增益控制)。

 

白平衡：字面上的理解是白色的平衡。那什么是白色？这就涉及到一些色彩学的知识，白色是指反射到人眼中的光线由于蓝、绿、红三种色光比例相同且具有一定的亮度所形成的视觉反应。我们都知道白色光是由赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光组成的，而这七种色光又是有红、绿、蓝三原色按不同比例混合形成，当一种光线中的三原色成分比例相同的时候，习惯上人们称之为消色，黑、白、灰、金和银所反射的光都是消色。