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  • 《工业相机 术语》工作组讨论稿
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    发布时间:2019-08-30
    来源:中国视觉网
    访问次数:904次
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资料简介:

前     言


   本标准按照GB/T 1.1-2009《标准化工作导则 第1部分:标准的结构和编写》给定的规则起草。
   本标准由中关村泛亚机器视觉技术产业联盟(CMVU)提出并归口。
   本标准起草单位:杭州海康机器人技术有限公司、凌云光技术集团有限责任公司、西安远望图像技术有限公司、浙江华睿科技有限公司、北京嘉恒中自图像技术有限公司、注视者(北京)科技有限公司、中国大恒(集团)有限公司北京图像视觉技术分公司、上海方诚光电科技有限公司、北京微视新纪元科技有限公司。
   本标准主要起草人:李琳骁、冯兵、梅汉文、刘显庆、张文桥、宋伟铭、李鹏飞、安鹏博、张旭、潘津、霍云。

工业相机 术语


1 范围
   本标准规定了工业相机的零部件、相机功能、传感器性能、相机性能等方面的基本术语和定义。
   本标准适用于与工业相机相关的标准制订、文件编制、教材撰写、书刊编辑和文献翻译等。
2 规范性引用文件
   下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
   GB/T 13963-2012  静电复印(包括多功能)设备 术语
   GB/T 29298-2012  数字(码)照相机通用规范
   VDI/VDE 2632-2-2012  工业机器视觉 - 准则用于制备要求说明书和系统规范
3 一般术语
3.1 
   工业相机  industrial camera
   由图像传感器、辅助电子器件和标准镜头座组成,适用于工业应用的一体式设备,将光信号转换成电信号,并传送至规定的接口。
3.2 
   图像传感器  image sensor
   影像传感器
   可将光学影像信息转换成电信号并将其输出的电子器件。例如:电荷耦合器(CCD)、互补型金属氧化物半导体(CMOS)等。
   [GB/T 29298—2012,定义3.2]
3.3 
   分辨率  resolution
   图像的像素数量,一般表示为像素列数(宽)×像素行数(高)。
3.4 
   像素 pixel
   图像传感器上能单独感光的物理单元。
   [GB/T 29298—2012,定义3.4]
3.5 
   数据接口 interface
   遵循特定协议,用于传输图像数据、控制指令等的电气接口,如GigE、CameraLink、CoaXpress等。
4 相机功能术语
4.1 
   读出方向  direction of readout reverse/forward (for line scanning camera)
   相机以正向或反向输出图像,适用于多线线阵相机。
4.2 
   渐晕校正 lens shading correction (LSC)
   一种图像处理方法,修正因镜头通光量从中心到边角依次减小而引起的图像不一致性(中间亮度正常、四周偏暗)。
4.3 
   伽马校正  gamma correction
   γ校正
   非线性校正
   为调整影像的色调影调再现而改变相关输出信号水平的信号处理运算。
   [GB/T 29298—2012,定义3.12]
4.4 
   平场校正 flat field correction (FFC) shading correction
   一种提升图像质量的技术,消除传感器光敏单元灵敏度不一致或光路畸变引起的图像失真。
4.5 
   黑电平校准  black level calibration
   对图像传感器遮蔽感光单元输出值的校准。
4.6 
   暗电流校正 dark current correction (DCC)
   对暗电流的校正,暗电流受温度和曝光时间影响。
4.7 
   色彩校正  color correction
   对图像数据劣化及误差导致的不能忠实反映被摄物色彩而进行的变换。
4.8 
   坏点校正  defect pixel correction (DPC) Dead pixel correction, hot pixel correction
   对传感器中光电转换异常的感光单元输出的数据进行的校正。
4.9 
   降噪  denoise
   提高信噪比的过程。
4.10 
   锐度  sharpness
   清晰度
   图像边缘清晰和锐利的程度。通常用MTF进行评价。
   [GB/T 13963—2012,定义6.9]
4.11 
   查找表  look-up table (LUT)
   用户可设的一组映射单元,可快速、高效地将(离散)值如像素灰度值转为用户预设的数值。
4.12 
   拜耳插值  debayering
   一种图像处理算法,从覆有拜耳格式滤色阵列(color filter array)的传感器所输出的不完全色彩取样中,重建出全彩图像。
4.13 
   白平衡  white balance
   通过调整电子影像彩色通道增益或通过影像处理,使得具有相对光谱能量分布的影像辐射与被摄对象的光源被补偿为视觉上无彩色时被摄对象的辐射相一致。
4.14 
   降采样  subsampling
   抽取图像的指定行和列,组成新的图像。
4.15 
   通道选择 tap selection
   选择输出图像的某个或若干通道。
4.16 
   图像翻转  image flip
   图像在水平或垂直方向做镜像处理,形成新图像。
4.17 
   图像缓存  image buffer
   设备中可存储图像数据的存储器。
4.18 
   图像重传 image resending
   接收方未收到某个数据包或遇其他情况,可向发送方发送重传消息,请求发送方重新发送这个数据包。
4.19 
   自动曝光 auto exposure
   根据设定的目标灰度值(亮度)自动调整曝光时间,使输出图像在给定的曝光调节范围内达到或接近目标灰度值。
4.20 
   自动对焦 auto focus
   通过控制系统调整镜头,使指定被摄物成像清晰的过程。
4.21 
   自动白平衡  auto white balance
   自动调整白平衡,消除不同光源造成的色彩偏差,使得输出图像尽量符合人眼所见。
5 传感器性能术语
5.1 
   传感器类型 sensor type
   传感器按电荷转移器件分类,如CMOS、CCD。
5.2 
   传感器感光区域尺寸 sensor size
   传感器感光区域的大小,与像元中心距、水平和垂直像元数量相关。
5.3 
   传感器等级 sensor grade
   按照传感器上各类坏点的数量对传感器进行分级。
5.4 
   前照式传感器 frontside illuminated sensor /  front-illuminated sensor
   在前照式结构中,自上而下依次为微透镜(micro-lens)、彩色滤光镜(color filter)、电路层(wiring layers)和光电二极管(photodiodes),电路占据的面积大,光电二极管占据的面积就小,传感器实际收集的光线就少。
5.5 
   背照式传感器 backside illuminated sensor / back-illuminated sensor
   在背照式结构中,自上而下依次为微透镜、彩色滤光镜、光电二极管和电路层,可以接收到更多光线,使传感器具有更高灵敏度和信噪比。
5.6 
   电荷转移方式  transfer method
   传感器感光单元中的电荷读出并转移至存储单元的方式。
5.7 
   像元中心距 pixel pitch
   相邻像元中心之间的距离。
5.8 
   像元尺寸  pixel size
   每个像元的物理尺寸,反映传感器对光的响应能力,像元尺寸越大,能够接收到的光子数量越多,在同样的光照条件和曝光时间内产生的电荷数量越多。
5.9 
   像素位深  pixel bit depth
   每个像素的数据位数,常见的有8/10/12 bits等。
5.10 
   快门类型  shutter type
   控制曝光时间的机械或电子器件,主要有卷帘式或全局曝光等类型。
5.11 
   模数转换分辨率  ADC resolution
   将模拟信号量化为数字信号的刻度划分,即数字量变化一个最小值时模拟信号的变化量。
5.12 
   暗电流  dark current
   无照电流
   加有正常工作电压,且没有光照射的状态下,在光电二极管中流动的电流。
5.13 
   TDI级数  TDI stage selection lines
   TDI积分级数:像素曝光积分的累加行次数。
5.14 
   动态范围  dynamic range
   最高可用信号值和最低可用信号值的比值。图像传感器的动态范围一般定义为饱和信号值和暗噪声信号值的比值。
5.15 
   信噪比  signal noise ratio
   输出信号与图像噪声的比值。
5.16 
   响应度  responsivity
   有效输出信号与产生该信号电压的曝光量之比值,描述入射到传感器感光区域的单位曝光量所产生信号大小的性能参数。
5.17 
   满阱容量  full well capacity
   单个势阱可容纳的最大电荷量,取决于电极面积、器件结构、时钟驱动方式及驱动脉冲电压幅度等因素。
5.18 
   绝对灵敏度阈值  absolute sensitivity threshold
   当输出图像信噪比为1:1时,图像传感器所接收的曝光量,即单个像元在一个曝光周期内累计接收的光子数。简称灵敏度。
5.19 
   量子效率  quantum efficiency (QE)
   光电转换效率,指图像传感器将入射光子转换为有效电子的转换效率。量子效率与入射光波长相关。
5.20 
   时域噪声  temporal noise
   在无光照条件下,曝光时间为零时,传感器在时域上的固有噪声,决定传感器在低照度和视频应用中的性能。
5.21 
   寄生光灵敏度  parasitic light sensitivity (PLS)
   像元存储节点光灵敏度和光电二极管光灵敏度的比值。
5.22 
   暗信号非均匀性  dark signal non-uniformity (DSNU)
   一个像元阵列中不同像元的特性参数有差异,在空间上的随机分布称为非均匀性。不同像元的暗信号不同,这种效应称为暗信号非均匀性。
5.23 
   光响应非均匀性  photo response non-uniformity (PRNU)
   有照明时,像元和像元之间输出的差异,主要为各像元之间响应度的差别。
5.24 
   系统增益  overall system gain
   描述一个电子能转化为数字信号的能力。
5.25 
   电荷转移效率  charge transfer effect (CTE)
   传感器将收集起来的电荷包从一个像元转移到下一个像元,直到全部电荷包输出完成的过程,其中电荷总会有一些损失。电荷转移效率(CTE)是一次转移中正确转移电荷的百分比。
   ξ=Qm+1/Qm"
5.26 
   行/列噪声离散度 row/column noise dispersion (RCND)
   图像行/列噪声方差的分布特性,反映传感器行/列噪声离散性。
5.27 
   归一化行/列噪声离散度 normalized row/column noise dispersion (NRCND)
   归一化后的图像行/列噪声离散度。
5.28 
   随机噪声  RMS (root-mean-square) noise
   一种由时间上随机产生的大量起伏骚扰积累而造成的,其值在给定瞬间内不能预测的噪声。
5.29 
   传感器输出通道数  number of sensor outputs
   传感器输出的通道数。
5.30 
   光谱响应曲线  responsivity curve
   描述传感器对于不同光波长光线的响应能力。
5.31 
   抗光晕  anti-blooming
   传感器吸收溢出的电荷,减少溢出电荷对附近像素的滋扰,避免感光过度。
6 相机性能术语
6.1 
   红外截止滤光片  IR cut-off filter
   一种应用于过滤红外波段的滤镜。
6.2 
   传感器安装精度  sensor alignment(x、y、z、Yz)
   光学中心与机械中心对准情况。

参 考 文 献:
〔1〕GB/T 29298-2012  数字(码)照相机通用规范
〔2〕GB/T 2423.5-1995   电工电子产品环境试验 第2部分:实验方法 试验Ea和导则:冲击
〔3〕GB/T 2423.10-2008   电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Fc:振动(正弦)
〔4〕GB/T 2423.4-2008   电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Db:交变湿热(12h + 12h循环)
〔5〕GB/T 17626.1-2006   电磁兼容 试验和测量技术 抗扰度试验总论
〔6〕GB/T 13963-2012   静电复印(包括多功能)设备 术语
〔7〕GB/T 12604.11-2015   无损检测 术语 X射线数字成像检测
〔8〕GB/T 30206.3-2013   航空航天流体系统词汇 第3部分:温度相关的通用术语和定义
〔9〕GB/T 5838.1-2015  荧光粉 第1部分:术语