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工业相机的视频模式

作者:石鑫华视觉发布时间:2024-09-30

工业相机的视频模式

视频模式(Video Mode),相机可以使用的分辨率、采集速度、数据编码制式颜色等组合成的一种规格模式,属于相机的一个采集属性(Acquisition Attributes)。

通常来讲,民用相机中常用的就是相机的分辨率,即使同一款相机,也可以输出不同分辨率的图像,如2400万像素图像,1800万像素图像,1000万像素图像,200万像素图像等。民用相机的视频模式主要是为了解决图像大小和连拍速度。较小的分辨率可以存储更多的图像数量,连接速度也会更快。而较大的分辨率则单张图像可以表现更多的图像细节,但是可存储的图像数量更少,连拍速度也会更慢。

如下图中的AVT Stingray F125C相机,分辨率是130万像素的@30FPS。可以在Format7模式下采集130万、80万、30万等不同分辨率的图像。也可以设置采集速度不同、颜色编码模式不同的模式。这里有一个需要注意的细节,130万像素的相机,用Format7模式,即使只采集30万像素,也是使用整个传感器的靶面,得到的图像是抽样得到的(和现在很多相机的Binning模式类似)。有些简单处理的是抽样,有些比较高级的是用四个像素来表示一个点(可以考虑使用求和或求平均值、求中值等方法来得到合并后的像素新值),这样可以获得更好的图像质量(求平均值、中值模式),相当于把感光面扩大了四倍(求和模式)。而非Format7格式采集30万像素,则使用了图像传感器 ¼的面积进行采集图像,原始尺寸,不抽样(和现在相机的AOI/ROI功能类似)。

AVT Stingray F125C工业相机的视频模式
USB摄像头也支持视频模式

现在的工业相机比较少见到支持视频模式属性品牌和型号。如支持Gige Vision千兆网相机、支持USB3VISION的USB3.0相机,一般都不支持视频模式,只能使用最高分辨率时模式:

大恒图像千兆网相机不支持视频模式


大恒图像USB3VISION相机不支持视频模式

视频模式在GigeVISION和USB3VISION协议中好像都不支持该属性,具体的可以查询相关的协议说明。在GigeVISION和USB3VISION中,会支持AOI/ROI功能,即设置兴趣区域。设置不同的兴趣区域时,速度上会有一些一些差异,较小的ROI时则速度会快一些,但是具体能快多少,需要看芯片,并不一定有对应的比例关系,例如说分辨率降低一半,速度就增加一倍之类的。设置兴趣区域功能,类似于视频模式中的截取芯片部分区域的模式。

而在一些新的高级一些的GigeVISION和USB3VISION工业相机中,则还支持Binning模式。这个模式则类似于视频模式的Format 7模式,是使用整个芯片的靶面大小,但是分辨率有所降低,将多个像素合并成一个像素。图像质量或图像亮度有所增加,速度也会增加。

不过一般来说,工业上都不是很注重视频模式的使用。如果要求速度快而降低分辨率,那么可以直接考虑低分辨率的相机,成本上还会更低一些。大部分的项目,都是直接使用最大分辨率进行图像采集和分析。但是也不完全说不使用视频模式或Binning模式,在一些需要考虑图像亮度的项目上,还是有需要的。整个项目的拍照环境非常暗(其他如镜头光圈、外部照明光源、相机的曝光和增益等之类已经限制无法再增加图像亮度时),那么使用更大像元大小的芯片,则可能会得到更好的图像效果。所以,这时使用求和模式的Binning和视频模式,则可以得到更亮的图像。


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