- 在拍攝高速運動物體的場合，要選用逐行掃描攝像機或使用隔行掃描攝像機的場采集方式采集圖像。
- 線陣攝像機適合於目標物體幅面大，或缺陷尺寸微小的場合，如：印刷質量檢測，PCB板檢測，布匹或棉花的檢測，顆粒（糧食、水果等）檢測等。
- CCD和CMOS的主要性能比較
- 滿阱容量差異：由於CMOS傳感器的每個像素包括一個感光二極管、放大器和讀出電路，同時整個傳感器還包括尋址電路和A/D,使得每個像素的感光區域遠小於像素本身的表面積，因此在像素尺寸相同的情況下，CMOS傳感器的滿阱能力要低於CCD傳感器。
- 成本差異：由於CMOS傳感器采用一般半導體電路最常用的CMOS工藝，可以輕易地將周邊電路(如AGC、CDS、時序、或DSP等)集成到傳感器芯片中，因此可以節省外圍芯片的成本。
- CMOS 傳感器可以隨機尋址，能夠非常方便地僅將隊列中感興趣地部分讀出，提高幀率。
- 噪聲差異：由於CMOS傳感器的每個感光二極管都搭配一個放大器，而放大器屬於模擬電路，很難讓每個放大器所得到的結果保持一致，因此與只有一個放大器在水平寄存器輸出端的CCD傳感器相比，CMOS傳感器的噪聲就會增加很多，影響圖像品質。
- 功耗差異：CMOS傳感器的功耗低於CCD傳感器。
- 最大行頻
- 指線陣攝像機每秒鍾能夠輸出的最大行數。
- 最大幀率
- 指面陣攝像機每秒鍾能夠采集並輸出的最大幀數。限制最大幀率的因素有：曝光時間、數據讀出時間（圖像數據從傳感器傳送到攝像機內部FIFO或存儲器的時間）、數據傳輸時間（圖像數據從攝像機內部FIFO或存儲器到PC的時間）、像素深度和信號輸出格式。
手冊上通常列出的是在最大分辨率下的幀率。如果采用部分掃描或binning技術，會提高攝像機的輸出幀率。當然，前者縮小了采集視場，后者降低了分辨率。
- 指面陣攝像機每秒鍾能夠采集並輸出的最大幀數。限制最大幀率的因素有：曝光時間、數據讀出時間（圖像數據從傳感器傳送到攝像機內部FIFO或存儲器的時間）、數據傳輸時間（圖像數據從攝像機內部FIFO或存儲器到PC的時間）、像素深度和信號輸出格式。
- 像素深度
- 像素深度是指每個像素用多少比特位表示。一般來說，每個像素的比特位數多，表達圖像細節的能力強。
- 信噪比
- 信噪比是指測量到的信號與測量到的總噪聲之比。
- 動態范圍
- 動態范圍用來描述每個像素能夠分辨出的灰度等級。它是飽和電壓（最大的輸出電平）攝像機輸出的噪聲之比。寬動態范圍能夠使場景中非常亮和非常昏暗部分的細節同時被清晰的顯示，如人背向站在非常亮的光線下，背景的細節和人臉上的細節都能夠看的非常清晰。
- 感光度
- 攝像機的感光度（響應度）定義攝像機在固定曝光量下的靈敏性特性，它與照射的光波的波長有關。
- 圖像采集方式
- 圖像采集方式主要是指 (1) 什么時候開始采集？(2) 曝光的長度？(3) 如何結束采集？
- 開始采集通常有軟件采集和外部硬件信號觸發采集二種。軟件采集是計算機向攝像機發出開始采集命令，可以是單幀采集或多幀連續采集；外觸發采集是通過外部觸發信號啟動采集，信號可以是上升沿或下降沿觸發或電平觸發。
- 曝光時間，軟件命令采集是通過對寄存器編程設置實現不同長度的曝光；外觸發采集的沿觸發方式也是通過寄存器編程設置實現，電平觸發則是用觸發的電平的持續時間控制的。
- 采集結束控制主要針對軟件采集，單幀采集結束后自動清除采集命令，連續采集要由計算機發出命令清除設置的采集命令。
- 曝光（快門）
- 快門就是控制曝光時間。傳統的照相機是通過機械快門對照射在底片上的光進行遮光動作實現曝光控制。在CCD或CMOS攝像機中是利用電子快門實現曝光控制。照射在傳感器上的光不斷發生光電轉換，電子快門的原理是只儲存一定曝光時間的信號電荷，然后進行輸出。
- 常用的電子快門有二種工作方式： global shutter（幀曝光），rolling shutter（逐行曝光）。
- Global shutter 是傳感器陣列中所有像素同時曝光，曝光周期由預先設定的快門時間確定。一些CMOS傳感器使用rolling shutter，傳感器上的所有像素不是同時曝光，而是同一行上的像素同時曝光，不同行的曝光起始時間是不同的。圖像上的第一行最先曝光，最先結束，后面的行開始和結束曝光均比前一行略有延遲，相互有交迭，每一行的曝光時間是相同的，行間的延遲是不變的。
- 由於在Rolling shutter方式下，整個圖像曝光需要一定的時間，對於高速運動的物體，會造成圖像模糊、變形。
- 效果比較
- Binning
- Binning是感光后的像素在傳感器中進行合並后再輸出。像素的合並可以是行之間，也可以是列之間，因此有垂直binning和水平binning。垂直binning是把相鄰的兩行移到水平移位寄存器中，然后一同移位輸出；水平binning是把水平移位寄存器中的相鄰像素移到放大器中，在相鄰像素間不復位。
顯而易見，相鄰像素binning，信號電荷增加一倍，攝像機對光的靈敏度增加6dB，信噪比提高3dB。當然，binning后的圖像空間分辨率降低了。
- Binning是感光后的像素在傳感器中進行合並后再輸出。像素的合並可以是行之間，也可以是列之間，因此有垂直binning和水平binning。垂直binning是把相鄰的兩行移到水平移位寄存器中，然后一同移位輸出；水平binning是把水平移位寄存器中的相鄰像素移到放大器中，在相鄰像素間不復位。
- Blooming
- Blooming是指被拍攝的場景中有非常亮的部分，在光電轉換過程中，傳感器上對應非常亮的部分的像素電荷超出了滿阱能力，溢出到周圍相鄰像素，畫面上產生白斑。
- Smear（漏光）
- Smear現象是指當拍攝對像中含有高亮度的光線或太陽光時，高亮度部分上下方可看見很亮的垂直白線或白帶。不同的CCD結構，產生smear的機理也有所不同。
- 攝像機選型的基本原則
- 根據檢測項目的需求和待檢目標的特點確定選用面陣攝像機還是線陣攝像機
- 確定選用彩色攝像機還是單色攝像機。在一些顏色分類的場合，選用單色攝像機配合不同光譜的光源或濾色片，也會使處理簡化
- 定義待檢目標的最小特征和檢測視場，由此確定攝像機的分辨率
- 根據目標運動速度和通過率，確定攝像機的幀率（行頻）
- 根據處理需求，選擇攝像機的智能特性，如: 平場校正，LUT, binning等
如何選擇工業相機
工業相機是機器視覺系統及工業檢測應用的重要組成部分，但如何選擇合適的工業相機？選擇工業相機前，首先要清楚自己的檢測任務，是拍靜態還是動態，拍照的頻率是多少，是做缺陷檢測還是尺寸測量，或者是定位，產品的大小（視野）是多少，需要達到多少精度，現場環境情況如何，有沒有其它的特殊要求等。在這里根據我們的經驗做個總結。希望幫助大家在選購工業相機時能夠做到心中有數，真正能選購到適合自己的相機。
模擬相機&數字相機
模擬相機必須帶數字采集卡，經數字采集卡轉換為數字信號進行傳輸存儲。一般模擬相機分辨率很低，另外幀率也是固定的。模擬信號可能會由於工廠內其他設備（比如電動機或高壓電纜）的電磁干擾而造成失真。隨着噪聲水平的提高，模擬相機的動態范圍（原始信號與噪聲之比）會降低。動態范圍決定了有多少信息能夠被從相機傳輸給計算機。
數字相機采集到的是數字信號，數字信號不受電噪聲影響，因此，數字相機的動態范圍更高，能夠向計算機傳輸更精確的信號。這個要根據實際需求來選擇。
分辨率
分辨率不是越高越好，是要根據系統實際應用需求來選擇分辨率的大小。
應用案例：假設檢測一個物體的表面划痕，要求拍攝的物體大小為10*8mm,要求的檢測精度是0.01mm。首先假設我們要拍攝的視野范圍在12*10mm,那么相機的最低分辨率應該選擇在：(12/0.01)*(10/0.01)=1200*1000,約為120萬像素的相機，也就是說一個像素對應一個檢測的缺陷的話，那么最低分辨率必須不少於120萬像素，但市面上常見的是130萬像素的相機，因此一般而言是選用130萬像素的相機。但實際問題是，如果一個像素對應一個缺陷的話，那么這樣的系統一定會極不穩定，因為隨便的一個干擾像素點都可能被誤認為缺陷，所以我們為了提高系統的精准度和穩定性，最好取缺陷的面積在3到4個像素以上，這樣我們選擇的相機也就在130萬乘3以上，即最低不能少於300萬像素，通常采用300萬像素的相機為最佳(我見過最多的人抱着亞像素不放說要做到零點幾的亞像素，那么就不用這么高分辨率的相機了。比如他們說如果做到0.1個像素，就是一個缺陷對應0.1個像素，缺陷的大小是由像素點個數來計算的，試問0.1個像素的面積怎么來表示？這些人以亞像素來忽悠人，往往說明了他們的沒有常識性)。換言之，我們僅僅是用來做測量用，那么采用亞像素算法，130萬像素的相機也能基本上滿足需求，但有時因為邊緣清晰度的影響，在提取邊緣的時候，隨便偏移一個像素，那么精度就受到了極大的影響。故我們選擇300萬的相機的話，還可以允許提取的邊緣偏離3個像素左右，這就很好的保證了測量的精度。
CCD&CMOS
如果要求拍攝的物體是運動的，要處理的對象也是實時運動的物體，當然選擇迪美捷全幀曝光的CCD芯片相機為最適宜。但有的廠商生產的CMOS相機如果采用幀曝光的方式的話，也可以當作CCD來使用的。又假如物體運動的速度很慢，在我們設定的相機曝光時間范圍內，物體運動的距離很小，換算成像素大小也就在一兩個像素內，那么選擇CMOS相機也是合適的。因為在曝光時間內，一兩個像素的偏差人眼根本看不出來(如果不是做測量用的話)，但超過2個像素的偏差，物體拍出來的圖像就有拖影，這樣就不能選擇CMOS相機了。
彩色&黑白
如果我們要處理的是與圖像顏色有關，那當然是采用彩色相機，否則建議你用黑白的，因為黑白的同樣分辨率的相機，精度比彩色高，尤其是在看圖像邊緣的時候，黑白的效果更好。
幀率
根據要檢測的速度，選擇相機的幀率一定要大於或等於檢測速度，等於的情況就是你處理圖像的時間一定要快，一定要在相機的曝光和傳輸的時間內完成。
線陣&面陣
對於檢測精度要求很高，面陣相機的分辨率達不到要求的情況下，當然線陣相機是必然的一個選擇。
傳輸接口
根據傳輸的距離、穩定性、傳輸的數據大小（帶寬）選擇USB、1394、Camerlink、百兆/千兆網接口的相機。
CCD靶面
靶面尺寸的大小會影響到鏡頭焦距的長短，在相同視角下，靶面尺寸越大，焦距越長。在選擇相機時，特別是對拍攝角度有比較嚴格要求的時候，CCD靶面的大小，CCD與鏡頭的配合情況將直接影響視場角的大小和圖像的清晰度。因此在選擇CCD尺寸時，要結合鏡頭的焦距、視場角一起選擇，一般而言，選擇CCD靶面要結合物理安裝的空間來決定鏡頭的工作距離是否在安裝空間范圍內，要求鏡頭的尺寸一定要大於或等於相機的靶面尺寸。
鏡頭的選擇
先根據環境的遠近選擇鏡頭焦距；再根據觀看的范圍選擇鏡頭角度；
相機的價格
同樣參數的相機，不同的廠家價格各不相同，這就靠大家與廠家溝通和協商了。一般說來，如果你有量的話，整體價格跟你單買一個的價格是差別很大的。
舉例說明工業相機的選擇原則：如檢測任務是尺寸測量，產品大小是18mm*10mm，精度要求是0.01mm，流水線作業，檢測速度是10件/秒，現場環境是普通工業環境，不考慮干擾問題。首先知道是流水線作業，速度比較快，因此選用逐行掃描相機；視野大小我們可以設定為20mm*12mm（考慮每次機械定位的誤差，將視野比物體適當放大），假如能夠取到很好的圖像（比如可以打背光），而且我們軟件的測量精度可以考慮1/2亞像素精度，那么我們需要的相機分辨率就是20/0.01/2=1000pixcel（像素），另一方向是12/0.01/2=600pixcel，也就是說我們相機的分辨率至少需要1000*600pixcel，楨率在10楨/秒，因此選擇1024*768像素（軟件性能和機械精度不能精確的情況下也可以考慮1280*1024pixcel），幀率在10楨/秒以上的即可。
數字攝像頭常見技術參數
1、分辨率(Resolution)
所謂分辨率就是指畫面的解析度，攝像頭每次采集圖像的像素點數(Pixels)，對於攝像頭一般是直接與傳感器的像元數對應。通常所看到的分辨率都以乘法形式表現的，比如1024*768，其中的1024表示屏幕上水平方向顯示的點數，768表示垂直方向的點數。對於模擬攝像頭則是取決於視頻制式，PAL制為768*576，NTSC制為640*480。
2、最大幀率(Frame Rate)/行頻(Line Rate)：
攝像頭采集傳輸圖像的速率，對於面陣攝像頭一般為每秒采集的幀數(Frames/Sec.)，對於線陣攝像機為每秒采集的行數(Hz)。
3、曝光方式(Exposure)和快門速度(Shutter)
對於線陣攝像頭都是逐行曝光的方式，可以選擇固定行頻和外觸發同步的采集方式，曝光時間可以與行周期一致，也可以設定一個固定的時間；面陣攝像頭有幀曝光、場曝光和滾動行曝光等幾種常見方式，數字攝像頭一般都提供外觸發采圖的功能。快門速度一般可到10微秒，高速攝像頭還可以更快。
4、像素深度(Pixel Depth)：
即每像素數據的位數，一般常用的是8Bit，對於數字攝像機一般還會有10Bit、12Bit等。
5、像元尺寸(Pixel Size)：
像元大小和像元數（分辨率）共同決定了攝像頭靶面的大小。目前數字攝像頭像元尺寸一般為3μm-10μm。
6、光譜響應特性(Spectral Range)：
是指該像元傳感器對不同光波的敏感特性，一般響應范圍是350nm－1000nm，一些攝像頭在靶面前加了一個濾鏡，濾除紅外光線，如果系統需要對紅外感光時可去掉該濾鏡。
7、感光區靶面尺寸：
指攝像頭感光芯片大小，分別有1英寸，2/3英寸，1/2英寸，1/3英寸，1/4英寸等等，英寸數越小，所照的視場范圍越小。
- 圖像處理器和采集卡屬於相對容易選擇的電子裝置，它們的主要參數是存儲能力和處理速度。
- CCD和CMOS二者在圖像質量上沒有明顯的優劣之分。基於CMOS的工業相機需要的部件較少，電耗較低，提供數據的速度也比基於CCD的相機快； 但CCD則是更為成熟的技術，能夠以較低的噪聲提供質量更好的圖像，而弱點是數據傳輸速度較慢，不太靈活，部件較多和電耗較高。
- 影響相機價格因素
- 典型情況下，由於傳感器尺寸的原因，像素數越高的相機就越昂貴。
- 在一定的分辨率下，幀速提高，成本也趨向於增加。
- 時提高幀速和分辨率通常要求相機具有多端口讀出，這使系統的復雜程度增加，因而提高了成本。
- CCD和CMOS芯片在內部都生成模擬信號，因此，模擬相機和數字相機之間的主要區別在於圖像是在哪里被數字化的。數字相機在相機里將信號數字化，並且通過串行總線接口（比如FireWire, USB, Camera Link, Gigabit Ethernet）將信號以數字方式傳輸給計算機（或圖像處理器）。而在另一方面，模擬相機系統並不是在其內部將圖像信號數字化（數字化是由計算機完成的），所以，模擬信息是通過同軸電纜而進行傳輸的。
- 盡管兩種方法都能夠有效地傳輸信號，但模擬信號可能會由於工廠內其他設備（比如電動機或高壓電纜）的電磁干擾而造成失真。隨着噪聲水平的提高，模擬相機的動態范圍（原始信號與噪聲之比）會降低。動態范圍決定了有多少信息能夠被從相機傳輸給計算機。
- 典型的模擬相機需要5瓦到10瓦操作功率，而分辨率指標相當的數字相機則不到1瓦
- 結論：為機器視覺系統選擇相機時要認真考慮工業相機的性能和成本。雖然工業模擬相機遠比工業數字相機便宜，但它們的分辨率和圖像質量較低，所以可能會被局限在要求不太高的應用中。數字相機比模擬相機昂貴，但它們的高成本可能值得為要求高速度、高准確度和高精度的應用而付出。