AVT Stingray F-033B工业相机无镜头单点性能测试

石鑫华视觉

AVT Stingray F-033B工业相机无镜头单点性能测试

AVT Stingray F-033B是一款1394B接口的30万像素CCD工业相机。紧凑的体积，带图像预处理，是中等价位方案的理想选择。图像传感器为SONY ICX414，1/2’逐行全局快门CCD传感器。分辨率656 x 492，像元大小9.9×9.9微米，最大帧率84FPS，镜头接口C接口，数据接口1394B（可菊花链）火线接口。

测评硬件平台：

                               
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测试硬件如上图所示，包含了以下硬件：
工业镜头：Computar M3514-MP
工业相机：AVT Stingray F-033B
图像采集卡：双通道PCI-E LSI 1394B+1394A卡
机器视觉光源：环形光源-12030-W
光源控制器：模拟控制器-2424-1CH-M
标准色卡：X-Rite 24色标准色卡
被测对象：

                               
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AVT Stingray F-033B-侧面Stingray系列标识

                               
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AVT Stingray F-033B-侧面ALLIED Vision Technologies标识

                               
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AVT Stingray F-033B产品基本信息

                               
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AVT Stingray F-033B支持菊花链的1394B双接口以及触发等接口

本次测试，主要测试未接镜头时，单像素点的灰度变化情况。这类测试，主要评估相机的暗电流影响或抑制噪声的能力。如果其它条件均不变的情况下，对相机进行连续图像采集，测量一个固定的点的灰度值，其变化范围越大，则说明像素的跳变越大，则其连续均匀性则越差。理想的情况是希望相机在其它条件均不变的情况下，上一次图像跟下一次图像能一模一样。这对于产品的重复性测试是非常重要的。
测试软件为石鑫华视觉编写的相机性能测试软件。下面来看测试结果数据：

                               
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连续运行1000次结果

                               
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连续运行2000次结果

                               
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连续运行3000次结果

                               
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连续运行4000次结果

                               
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连续运行5000次结果

从上面的结果看到，有下面的类比数据：

次数	像素均值	像素最大值	像素最小值	像素灰度差	像素标准差	像素方差
1000	128.23	129.78	126.89	2.89	0.37	0.14
2000	128.05	129.78	126.78	3	0.37	0.13
3000	127.87	129.78	126.67	3.11	0.4	0.16
4000	127.71	129.78	126.22	3.56	0.37	0.14
5000	127.56	129.78	126.22	3.56	0.37	0.14

以上数据为运行次数前200次采样得到的结果。标准差、方差，可以反应采样数据的均匀性。像素均值是当前200次采样的灰度值的平均值。最大值、最小值，是分析过程中的出现的最大和最小值，灰度差是最大值-最小值，反应像素跳变的范围，差值越小，则说明像素控制噪声能力越好，这个值与像素值的大小有关，例如全黑或全白时，其值要小许多，特别当相机饱和全白时，是没有变化的。标准差、方差越小，表示数据越均匀。
通过以上数据可以看到，AVT Stingray F-033B工业相机，在灰度值为128左右，像素灰度差有4个灰度级别以内。标准差为0.4以内，方差为0.15左右。灰度差、方差等，与当前的灰度值大小（强度）有关，一般来讲，较小的强度值（如接近0），或者完全饱和的强度值（255），都有较小的灰度差和方差、标准差等。从此数据可以了解到，大靶面的较大尺寸像素的工业相机，其成像效果要优于其它小靶面小像素尺寸的工业相机成像。例如同样的30万像素级别的工业相机，Basler Aca640-120gm，其靶面为1/4’，则运行5000次左右时，其灰度差为5.56，标准差为0.7，方差为0.49，这些数据都要差于AVT Stingray F-033B。

次数	像素均值	像素最大值	像素最小值	像素灰度差	像素标准差	像素方差
1000	127.85	130.33	125.56	4.78	0.75	0.56
3000	127.51	130.33	125.44	4.89	0.68	0.46
5000	127.4	130.33	124.78	5.56	0.7	0.49
7000	127.21	130.33	124.44	5.89	0.76	0.58
10000	127.16	130.33	124.44	5.89	0.74	0.55
20000	127.37	130.33	124.33	6	0.75	0.56
60000	126.27	130.33	123.44	6.89	0.76	0.58
100000	123.54	130.33	120.89	9.44	0.71	0.51

Basler Aca640-120gm成像数据分析
当然，获得较好的图像质量，是必须要付出更多成本的。1/2’靶面的CCD相机，会比1/4’靶面的CCD相机要贵许多。并不一定是某个项目的理想之选。如果图像效果可以满足要求，使用低成本的小靶面传感器相机，也是可以的。