在视觉检测过程中为什么偏爱用黑白工业相机？

有人说视觉检测都用黑白相机是追赶复古潮流吗？今天我就好好辟一辟谣，顺便给黑白工业相机正名一波。视觉检测偏爱黑白工业相机确实是事实，但是这背后可是大有学问，长话短说，主要是两点原因。

一是为了更好的对比度。考虑到黑白图像仅仅记录物体的明暗变化，就会使得灰度差异更为明显，这有利于视觉检测过程中算法对缺陷的提取。以制造业为例，生产线上的产品需要经过质量检测，如果使用彩色相机，产品的颜色和纹理可能会对缺陷的识别造成干扰；而使用黑白相机，产品的缺陷如裂纹、污渍、凹陷或划痕等，会以更加明显的灰度差异呈现出来，从而更容易被检测算法所识别和标记。这种优势，尤其在处理复杂背景和多变光照条件时，更为显著。因而黑白相机能够提供更稳定、更可靠的图像数据，进而提高检测的准确性和效率。

二是视觉检测高度重视觉检测精度。黑白工业相机无拜耳滤镜，也不需要色彩差值算法，使得像素利用率高，有利于获得更高的精度。以电子元器件检测为例，黑白相机能够捕捉到更细微的细节变化。在检测微小的焊接点或电路板上的元件时，黑白相机拥有高分辨率及高对比度，能够清晰呈现出焊接点的完整性与元件位置的准确性，有利于操作员及时发现潜在问题。

采用黑白相机获取图像，使被测物体轮廓清晰，这既能充分保证测量精度和稳定性，又能满足精密测量的需求。因此黑白工业相机的使用不为了追求复古潮流，而是机遇实际需要和性能考虑的选择。为了全面展现黑白相机的这些优点，我们要把它整合到恰当的视觉检测装置里，还要仔细挑选与它相匹配的系统和工具，以保证其性能被最大限度地挖掘出来。挑选工业相机时，我们得考量这些要素：实际需求、场景特性、分辨率帧率灵敏度镜头接口等。除此之外，还得留意相机的品牌、评价售后服务等层面。需要全面评判各个因素，做出理智判断，以契合实际应用的要求。毕竟只有选配了恰当的工业相机，我们的视觉检测设备才能发挥出最佳效果，有效地剔除不良产品，从而提升整体生产效率。机器视觉-视觉检测设备厂家-东莞瑞科智能科技

科普篇 工业检测镜头介绍

镜头作为工业相机的眼睛，是机器视觉系统中的一个关键组件,将目标物体的图像聚焦在相机的光敏器件上。系统所处理的所有图像信息均需要通过镜头得到，镜头的质量和选型直接影响到视觉系统的整体性能。

工业镜头成像原理

镜头等同于针孔成像中针孔的作用，不同之处在于，一方面镜头的透光孔径比针孔大很多倍，能在同等时间内接纳更多的光线，使相机能在毫秒到秒级获得适当的曝光；另一方面，镜头能够聚集光束，可以在相机胶片上产生比针孔成像效果更为清晰的影像。

工业镜头构成

工业镜头主要参数

1、焦距

指从镜头的中心点到胶平面上所形成的清晰影像之间的距离。镜头焦距的大小决定视场角的大小、拍摄距离、成像范围和景深，常用焦距有8、12、16、25、35、50等。

2、光圈

一个用来控制光线透过镜头，进入相机感光面光量的装置，可以通过加入多边形或圆形，且面积可变的孔径光栅来控制镜头的通光量。

3、分辨率

指镜头可清晰分辨被拍摄物体细节的能力,在像平面以每毫米里面能够分辨黑白对线的数量为计量单位，分辨率越高的镜头成像越清晰。

4、放大倍数

指图像大小与物体大小之比，CCD/FOV,即芯片尺寸除以视野范围。

5、最小工作距离

镜头能够对焦清晰的最小工作距离。

6、景深

在被摄物体聚焦清晰后，位于调焦平面前后一定距离内还能够清晰成像的纵深距离称为景深。景深随镜头的光圈值、焦距、拍摄距离而变化，与光圈、焦距成反比，与距离拍摄体成正比。

7、视野范围

相机实际拍到区域的尺寸。

8、数值孔径

数值孔径与与分辨率和放大率成正比，数值孔径越大,分辨率越高。

9、后背焦

指相机接口平面到芯片的距离。在线扫描镜头或者大面阵相机的镜头选型时,后倍焦是一个非常重要的参数,直接影响镜头的配置。

10、接口

镜头与相机的连接方式。常用的包括C、CS、F、V、T2、Leica、M42x1、M75x0.75等。

11、畸变

畸变是镜头在成像时，特别是用短焦镜头拍摄大视场，图像产生的形变。拍摄场景越大，所用镜头焦距越短，畸变程度越明显。

工业镜头分类

1、以焦距分

短焦距镜头：入射角较款，视景宽阔。

中焦距镜头：标准镜头，50mm。

长焦距镜头：入射角较窄，适于远距离监视电动变焦距镜头：通过遥控装置进行光对焦，光圈开度改变焦距。

2、以放大倍率是否固定分

远心镜头：在一定物距范围内得到的图像放大倍率不会变化。

非远心镜头：普通FA镜头。

3、以视场分

标准镜头：视角30度左右，焦距长度接近相机画幅对角长度的镜头。

广角与超广角镜头：视角55度以上，标准镜头<焦距<视角。

变焦镜头：成像清晰的前提下，通过镜头焦距的变化改变视场大小。

鱼眼镜头、反射式镜头、微距镜头、针孔镜头等。

4、以远心类型分

双远心工业镜头、像方远心镜头和物方远心镜头。

5、以接口分

常用包括接口C、CS、F 、V、T2、徕卡、M42、M50等。

工业镜头选型参考

1、 镜头可支持的最大CCD尺寸 应大于等于选配相机CCD芯片尺寸。

2、焦距 的选择，通过相机CCD尺寸、工作距离和视野,计算出所需镜头焦距，并选择视野范围比观测范围稍大的镜头。

3、 镜头光圈 的选择，光圈大小决定图像的亮度,在拍摄高速运动物体、曝光时间很短的应用中,应该选用大光圈镜头,以提高图像亮度。

4、远心镜头 的选择，远心镜头可以在一定的物距范围内,使得到的图像放大倍率不会随物距的变化而变化。

5、 确定C接口/CS接口 ，C接口距离17.5mm，CS接口12.5mm，避免无法合焦。

6、 根据感光器件 大小选择镜头，如2/3寸感光芯片要选择对应成像的镜头，否则容易出现暗角。

7、景深与光环境配合 ，光线充足，配备光源照射的可以选用小光圈，加大景深，提高拍摄清晰度，光线不足的选择大光圈或采用高感光度的感光芯片。

视觉工业检测系统已经在工业生产中必不可少，其中工业相机镜头对于捕捉产品的瑕疵缺陷是很重要的环节也是非常重要的元器件，系统若想完全发挥其功能,镜头必须要能够满足要求才行。

“芯算一体”能够深度理解客户需求，结合多年行业经验，从多方面综合考虑选择合适的相机镜头，使整个系统能够完美高效的运行。

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