在國(guó)內(nèi),目前機(jī)器視覺(jué)的主要應(yīng)用大部分還是聚集在大規(guī)模的自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域,而一般情況下,這些領(lǐng)域?qū)τ诔杀臼欠浅C舾械?,資金投入方面還存在一定的局限性?,F(xiàn)在的工業(yè)相機(jī)市場(chǎng),從國(guó)外購(gòu)進(jìn),價(jià)格只增不減;國(guó)內(nèi)自行生產(chǎn),因?yàn)榧夹g(shù)的不斷升級(jí),成本不斷增加,價(jià)格也出現(xiàn)了相應(yīng)的升高。因此,在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中,國(guó)內(nèi)機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)需要的是低成本的工業(yè)相機(jī)。在趕超國(guó)際水平這段過(guò)程中,高性?xún)r(jià)比的工業(yè)相機(jī)是更適合中國(guó)機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)的。
CCD相機(jī)和CMOS相機(jī)的區(qū)別是什么?
圖像傳感器是工業(yè)相機(jī)的核心感光元件,當(dāng)前圖像傳感器主要分為電荷耦合器件(Charge Coupled Device,CCD)和互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal Oxide Semiconductors,CMOS)兩種。
CCD相機(jī)和CMOS相機(jī)使用的圖像傳感器感光原理類(lèi)似,基本上都是利用感光二管(photodiode)進(jìn)行光與電的轉(zhuǎn)換,將圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息,它們的主要差異在數(shù)字信號(hào)傳送方式的不同。
CCD相機(jī)圖像傳感器每一行中每一個(gè)像素(pixel)電荷信號(hào)都會(huì)依序傳送到下一個(gè)像素中,由底端的部分輸出,再經(jīng)由傳感器邊緣的放大器進(jìn)行放大輸出。
CMOS相機(jī)使用的圖像傳感器,每個(gè)像素都會(huì)連接一個(gè)放大器及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路,用類(lèi)似內(nèi)存電路的方式將信號(hào)輸出。正是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)和工作原理的差異,導(dǎo)致CCD相機(jī)和CMOS相機(jī)圖像傳感器具有不同的特性。CCD圖像傳感器在靈敏度、分辨率,以及噪聲控制等方面均優(yōu)于CMOS圖像傳感器,而CMOS圖像傳感器則具有低成本、低耗電以及高整合度的特性。
往后在設(shè)備上使用CMOS傳感器的工業(yè)相機(jī)會(huì)取代使用CCD傳感器的工業(yè)相機(jī)嗎?
隨著CCD與CMOS圖像傳感器制造技術(shù)的不斷進(jìn)步,兩者的差異正在逐漸縮小,例如CCD圖像傳感器不斷降低耗電量,以期應(yīng)用于移動(dòng)通訊市場(chǎng),例如近年來(lái)基于CCD的ToF圖像傳感器進(jìn)入市場(chǎng);CMOS圖像傳感器則持續(xù)提升分辨率與靈敏度,以期應(yīng)用于更的影像產(chǎn)品市場(chǎng)。雖然業(yè)界普遍認(rèn)為CMOS取代CCD是必然趨勢(shì),在2015年CCD圖像傳感器的主要制造商索尼公司(Sony)甚至發(fā)布了其終止量產(chǎn)CCD的時(shí)間表。不過(guò)目前來(lái)看,很多工業(yè)或應(yīng)用領(lǐng)域基于CCD圖像傳感器技術(shù)仍占據(jù)重要地位,在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi),兩者應(yīng)該是共存的關(guān)系。其實(shí),CMOS圖像傳感器的的優(yōu)勢(shì)是能夠與圖像采集和信號(hào)處理等功能集成實(shí)現(xiàn)片上系統(tǒng)(SoC),隨著機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)從基于PC的板級(jí)式視覺(jué)系統(tǒng)向能嵌入更多功能、更小型的智能相機(jī)系統(tǒng)發(fā)展,CMOS圖像傳感器必將成為后的贏(yíng)家。