1.工業(yè)攝像頭
攝像頭是機器視覺系統(tǒng)獲取圖像的關鍵部件，攝像頭和數(shù)碼照相機、掃描儀等又被統(tǒng)稱為圖像傳感器，它將被處理目標物體的光形象轉換成被稱為視頻的電信號，將這個信號A/D轉換并送到處理器后就可以處理、分析、識別該目標物體了 。
近二十年前，工業(yè)控制用的攝像頭大多為光導攝像真空管（Vidicon），但隨著CCD（Charge Coupled Devices,電荷耦合器件）的革命性發(fā)展，體積小、重量輕、分辨率高、靈敏度高、價格低的CCD攝像頭不斷出現(xiàn)。同時隨著CCD的發(fā)展，又大大促進了機器視覺的發(fā)展，針對機器視覺所要處理的目標圖像大多為運動物體，電子快門、外觸發(fā)的掃描再啟動、逐行掃描以及通過串行總線對攝像頭進行遠距離控制和調節(jié)等功能的出現(xiàn)，更大地促進了機器視覺系統(tǒng)的開發(fā)。所有這些主要針對機器視覺系統(tǒng)而開發(fā)出來的CCD攝像頭的功能是過去的光導攝像真空管所無法比擬的。
2.機器視覺系統(tǒng)常用攝像頭分類
2.1根據(jù)不同感光芯片劃分
我們知道感光芯片是攝像頭的核心部件，目前攝像頭常用的感光芯片有CCD和CMOS兩種：
１．CCD攝像頭，CCD稱為電荷耦合器件，CCD實際上只是一個把從圖像半導體中出來的電子有組織地儲存起來的方法。
２．CMOS攝像頭，CMOS稱為“互補金屬氧化物半導體”，CMOS實際上只是將晶體管放在硅塊上的技術，沒有更多的含義。
盡管CCD表示“電荷耦合器件”而CMOS表示“互補金屬氧化物半導體”，但是不論CCD或者CMOS對于圖像感應都沒有用，真正感應的傳感器稱做“圖像半導體”，CCD和CMOS傳感器實際使用的都是同一種傳感器“圖像半導體”，圖像半導體是一個P N結合半導體，能夠轉換光線的光子爆炸結合處成為成比例數(shù)量的電子。電子的數(shù)量被計算信號的電壓，光線進入圖像半導體得越多，電子產生的也越多，從傳感器輸出的電壓也越高。
因為人眼能看到1Lux照度（滿月的夜晚）以下的目標，CCD傳感器通常能看到的照度范圍在0.1~3Lux，是CMOS傳感器感光度的3到10倍，所以目前一般CCD攝像頭的圖像質量要優(yōu)于CMOS攝像頭。
CMOS可以將光敏元件、放大器、A/D轉換器、存儲器、數(shù)字信號處理器和計算機接口控制電路集成在一塊硅片上，具有結構簡單、處理功能多、速度快、耗電低、成本低等特點。CMOS攝像頭存在成像質量差、像敏單元尺寸小、填充率低等問題，1989年后出現(xiàn)了“有源像敏單元”結構，不僅有光敏元件和像敏單元的尋址開關，而且還有信號放大和處理等電路，提高了光電靈敏度、減小了噪聲，擴大了動態(tài)范圍，使得一些參數(shù)與CCD攝像頭相近，而在功能、功耗、尺寸和價格方面要優(yōu)于CCD，逐步得到廣泛的應用。CMOS傳感器可以做得非常大并有和CCD傳感器同樣的感光度，因此非常適用于特殊應用。CMOS傳感器不需要復雜的處理過程，直接將圖像半導體產生的電子轉變成電壓信號，因此就非?？?，這個優(yōu)點使得CMOS傳感器對于高幀攝像頭非常有用，高幀速度能達到400到100000幀/秒。
2.2按像元排列方式劃分
2.2.1面陣攝像頭
面陣攝像頭是我們常見的形式，其像元是按行列整齊排列的，每個像元對應圖像上的一個像素點，我們一般所說的分辨率就是指像元的個數(shù)。需要指出的是我們計算機中的彩色圖像一般是每個像素點由R、G、B三個值來表示，但我們一般的彩色攝像頭卻并不是這樣的，下面分別進行介紹：
(1)黑白攝像頭，每個像素點對應一個像元，該像元對于各種波長的光具有較一致的敏感度，采集得到的只是每個像素點的灰度值。
(2)采用BAYER轉化的單片彩色攝像頭，這種攝像頭的每個像素點實際只對應R、G、B三種之一的像元，R、G、B三種像元按一定的規(guī)律排列，我們實際所得到的每個像素點的R、G、B三原色的數(shù)值是根據(jù)該像素點及其周圍若干點的三色數(shù)值進行BAYER插分計算而來的，所以這種攝像頭所得到的圖像往往不能得到很好的彩色效果，尤其是對應邊緣位置會有較明顯的色彩失真和細節(jié)的丟失。目前我們常見的彩色攝像頭一般是這種形式的，其價格和同檔次的黑白攝像頭相近。
BAYER彩色攝像頭原理圖
2.2.2線陣攝像頭
線陣攝像頭是一種比較特殊的形式，其像元是一維線狀排列的，即只有一行像元，每次只能采集一行的圖像數(shù)據(jù)，只有當攝像頭與被攝物體在縱向相對運動時才能得到我們平?？吹降亩S圖像。所以在機器視覺系統(tǒng)中一般用于被測物連續(xù)運動的場合，尤其適合于運動速度較快、分辨率要求較高的情況。
(1)黑白攝像頭，也是最常用的線陣攝像頭，每個像素點對應一個像元，采集得到的是灰度圖像。
(2)3Line彩色攝像頭，該攝像頭的具有R、G、B三行像元，分別對紅、綠、蘭三種波長的光敏感，所以每個像素點都會對應R、G、B三個通道的數(shù)值，形成彩色的圖像數(shù)據(jù)。需要注意的是，由于R、G、B三行像元在同一時刻所采集的并非同一位置的信息（見圖），在實際應用中需要進行運動校正才能得到所需的彩色圖像。一般的攝像頭都提供內部進行運動校正處理的功能，但對于對比度非常高的圖像邊緣還是容易出現(xiàn)色彩失真的現(xiàn)象。
2.3 按輸出圖像信號格式劃分
· 模擬攝像頭
模擬攝像頭所輸出的信號形式為模擬量視頻信號，需要配專用的圖像采集卡才能轉化為計算機可以處理的數(shù)字信息。
· 數(shù)字攝像頭
數(shù)字攝像頭是在內部集成了A/D轉換電路，可以直接將模擬量的圖像信號轉化為數(shù)字信息，不僅有效避免了圖像傳輸線路中的干擾問題，對外的信號輸出使用更加高速和靈活的數(shù)字信號傳輸協(xié)議，可以做成各種分辨率的形式，出現(xiàn)了目前數(shù)字攝像頭百花齊放的形勢。常見的數(shù)字攝像頭圖像輸出標準有：
IEEE1394
USB2.0
DCOM3
RS-644 LVDS
Channel Link LVDS
Camera Link LVDS
千兆網(wǎng)
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