相机到底咋选呢？这可把机器视觉工程师愁坏了，事儿虽急，但选相机咱得心里有数，得了解下面这些门道：
一、精度与分辨率
您呐，首先得搞清楚系统精度要求和相机分辨率。这有个公式：X 方向系统精度 (X 方向像素值)= 视野范围 (X 方向)/CCD 芯片像素数量 ( X 方向)；Y 方向系统精度 (Y 方向像素值)= 视野范围 (Y 方向)/CCD 芯片像素数量 ( Y 方向)，通过它就能算出理论像素值。不过要注意，这得综合考虑系统精度以及亚像素方法，是不是有点像做数学题，还得拐个弯儿？
二、系统速度与成像速度
接着，系统速度要求与相机成像速度也得摸清楚。系统单次运行速度 = 系统成像 (包括传输) 速度 + 系统检测速度。虽说系统成像 (包括传输) 速度可以依据相机异步触发功能、快门速度等搞个理论计算，但我跟您讲，最靠谱的还是用软件实际测一测，毕竟实践出真知嘛，光纸上谈兵可不行。
三、相机与图像采集卡的匹配
这俩可是秤不离砣，砣不离秤，得一起考虑。
- 视频信号匹配：黑白模拟信号相机有 CCIR 和 RS170 (EIA) 两种格式，好在一般采集卡都挺 “包容”，这两种相机它都能支持，没那么多挑挑拣拣的事儿。
- 分辨率匹配：每款板卡都有自己的 “小脾气”，只支持特定分辨率范围内的相机，您要是乱点鸳鸯谱，可就不匹配喽。
- 特殊功能匹配：要是想用相机的特殊功能，先得瞅瞅所用板卡支不支持。比如说，您想多部相机同时拍照，那采集卡就得有 “多面手” 技能，支持多通道；要是相机是逐行扫描的，采集卡也得跟上节奏，支持逐行扫描，不然就没法愉快玩耍啦。
- 接口匹配：相机与板卡的接口得对上眼，像 CameraLink、Firewire1394 等，要是接口不匹配，就跟两个人说不同语言似的，没法沟通。
最后，咱再比比价格，毕竟性价比也是很重要滴，得把钱花在刀刃上。
四、那些让人好奇的专业名词
（一）啥是亚像素？
一般我们用分辨率描述 CCD 芯片上的行列数，CCD 芯片就像个抽样小能手，不过抽样率得听抽样定律的，得高于奈奎斯特频率的 2 倍。抽样理论在一维时间信号里混得风生水起，在 CCD 芯片信号采样里却没被完全重用。这时候亚像素算术就登场啦，它能提高 CCD 芯片的抽样率，原理就是把一个像素想象成由亚像素组成的子图像。咱通常能处理亚分辨率为 10×10 亚像素的图像，举个例子，决定一个斑点的重心就用得上。因为积分特性，原始像素位置误差与其本身输出相同。假设一个灰度级的一维图像，如果灰度值转折点刚好在像素边缘，那还好，能确切知道轮廓点位置；实际情况往往没那么理想，转折点可能跑偏，灰度级也模糊，不过别慌，咱可以通过灰度级差值决定亚像素位置。总之，只有把 CCD 芯片内的模拟图像精准描绘在图像处理单元内存里，亚像素算法才能精准出击。
（二）啥是 12 位相机？我需不需要？
理论上，12 位相机的动态范围那可是 8 位相机的 16 倍，一个 8 位相机最多能检测 256 个灰度级，12 位相机就牛了，有 4096 个灰度级。相机是数字的，咱也不用非得测到 213.5625 这么精细，要是您需要检测 213 和 214 灰度级之间的灰度级，8 位相机就有点力不从心了，这时候 12 位相机就该闪亮登场，它既能提供 16 倍动态范围，数据量还和 8 位相机差不多，是不是很给力？
（三）CMOS 相机与 CCD 相机有啥区别？
它们是不同工艺和结构的两种微电子器件，区别还不少呢：
- 对光敏感度：CCD 传感器对光更敏感，为啥呢？因为它填充因子大，现在采用微透镜技术的 CCD 填充比能达到 100%，而 CMOS 周围电路元素捣乱，填充比一般在 70% 左右，就像一个大口吃饭，一个小口抿，吸收光的能力自然有差别。
- 适应场景：CCD 传感器在低对比度场合更吃香，信噪比高，就好比在昏暗灯光下找东西，CCD 眼神儿更好使。
- 图像传输速度：CMOS 传感器图像传输速度快，适合高速场合，要是拍快速运动物体，CMOS 能更快定格瞬间，不让精彩溜走。
- 输出柔性：CMOS 传感器输出更灵活，能任意选图像输出的子兴趣区域提高传输速度。比如说某传感器有 1280×1024 的像素分辨能力和 15 帧 / 秒的图像传输频率，如果是 CCD 传感器，受串行耦合输出电路特性限制，选子兴趣区域时只能减少行分辨率，像 640×1024 (30 帧 / 秒)、320×1024 (60 帧 / 秒)；CMOS 传感器就随意多了，可以选低于 1280×1024 的任何分辨率，如 640×480 (约 70 帧 / 秒)，想咋选咋选。
- 电能消耗：CMOS 传感器耗电低，适合便携设备和空间应用，带着出门不担心电量 “告急”。不过话说回来，随着技术进步，这俩在同档次相机上差别越来越小，选哪种主要看适用场景，就像挑鞋子，合脚最重要。
（四）CCD 是数字器件吗？
CCD 有点特别，虽然和很多数字器件一样用时钟，但光的采集和输出是模拟形式。输入 CCD 的时钟负责把光敏器件上的电荷转移到输出放大器上，输出的信号是模拟的，得转成数字信号，计算机才能看得懂，就像翻译官，得把 “外语” 信号翻译成计算机懂的 “语言”。
（五）模拟输出相机与数字输出相机啥区别？
模拟相机用模拟电信号传输视频，就像过去的老电视信号，通常用在闭路电视，或者得和数字化视频波形的采集卡搭伙。数字相机就先进些，内部自带 A/D 转换器，数据直接数字传输，能在电脑或电视屏幕上直接显示，免去传输过程中的图像衰减或噪声困扰，画面更清晰，就像给图像穿上了 “防护服”。
（六）选啥输出接口的相机？
这得看您需要啥数据类型。要是图像直接给视频监视器看，模拟输出相机就行，单色图像选 CCIR 或 RS - 170 制式输出，彩色图像就选 PAL 或 NTSC 制式输出，经济实惠。要是图像要传给电脑，接口选择就多了，但得和采集卡一致：
- 模拟接口价格亲民，搭配图像采集卡完成 A/D 转换，是最常见的组合，性价比杠杠的。
- 要是没啥采集卡控制和图像传输可靠性要求，USB2.0 接口和 IEEE1394 (Fire Wire) 直联最方便，就像插个 U 盘一样简单。
- Camera Link 接口是高性能面扫描或线扫描相机的好搭档，不过得用采集卡承载，现在价格也没那么高冷了，逐渐亲民。
- 还有些老数字接口，像 LVDS RS644 也还在发挥余热。
（七）那些同步方法都是啥？
什么垂直同步、彩色视频复合信号同步、外同步、直流线锁定和完全同步，听起来是不是有点晕？其实这是摄像机不同的同步方法。
- 全体锁定：这是广播摄影棚摄像机这种精密应用里，让两部摄像机完全同步的 “绝招”，能同步水平、垂直、偶数 / 奇数区域、色彩触发频率和阶段，全方位无死角同步，堪称完美配合。
- 垂直同步：最简单的同步两部摄像机的方法，靠垂直驱动频率，能让视频在老式切换期或四分割机器上，在同一个监视器上显示几个影像源。垂直驱动信号一般由重复频率 20/16.7 毫秒 (50/60 赫兹) 和脉冲 1 - 3 毫秒宽度的脉冲组成，就像给摄像机们喊着统一的口号，步伐一致。
- 彩色视频复合信号同步：代表视频和彩色触发信号，摄像机能和外部复合彩色视频信号同步，不过名字有点误导，实际上只进行水平同步和垂直同步，色彩触发同步没它啥事，有点 “挂羊头卖狗肉” 的意思。
- 外同步：和彩色视频复合信号同步很像，一个摄像机可以同步于另一个摄像机的视频信号，外同步摄像机能提取输入彩色视频复合信号里的水平和垂直同步信号来同步，就像 “借东风”，借助别的信号来校准自己。
- 直流线锁定：这是个古老技术，利用直流 50/60 赫兹电源线电流同步摄像机，在北美洲用得挺多，因为直流 24 伏电源在建筑物防火警报系统里到处都是，容易获取。但它有个毛病，由于老型号切换器和分割系统没数字记忆功能，摄像机同步后色彩转换不好，画面色彩容易 “翻车”。好在现在新设备有内部记忆体，慢慢就不太需要它了，感觉它快要 “下岗” 喽。
（八）啥是电子快门？为啥有些 CCD 没有？
只要有光照，CCD 光敏部分就产电子，像素读出要是时间长，图像就模糊，跟用慢速快门拍运动物体一个理儿。通常在读出时间内得中止信号产生，这时候就需要机械快门或者电子快门。有些 CCD 设计很巧妙，信号一产生就迅速传送到 CCD 的金属区域，光照穿不透金属，信号产生就中止了，CCD 就能安心读出，这就是电子快门，靠电子控制信号产生时间，像个智能 “开关”。
（九）硅对光敏感度超 1100nm，为啥 CCD 检测不到？
硅对光敏感度确实超 1100nm，但 CCD 检测不到这些波长，原因有点复杂。CCD 靠吸收光把光能量转成电能量工作，电子在 CCD 里传到输出放大器，产生和像素吸收光能量成比例的电信号。硅吸收光能量跟波长有关，蓝光被硅高度吸收，大多光被 CCD 上多个硅沟吸收，红光和近红外光只有少部分被吸收，只有穿过大量硅的光才能产生电子，这些电子漂移到 CCD 损耗区域被像素吸收，或者能量耗尽，就像一场光与电的 “马拉松”，有些光能量没跑到终点，就没法被检测到啦。
