工业数字相机术语(T-CMVU 001—2020).pdf

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1、ICS 31.260A22T/CMVU中关村泛亚机器视觉技术产业联盟团体标准T/CMVU0012020工业数字相机 术语Industrial digital camera Terminology2020-08-20 发布2020-08-20 实施中关村泛亚机器视觉技术产业技术联盟发 布T/CMVU 00120201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、北京凌云光技术集团有限公司、西安远望图像技术有限公司、浙江华睿科技有限公司、北京

2、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、霍云、冯兵、梅汉文、刘显庆、张文桥、宋伟铭、安鹏博、张旭。T/CMVU 00120202工业数字相机 术语1范围本标准规定了工业数字相机功能、性能及传感器等核心组件相关的基本术语、定义及缩略语。本标准适用于与工业数字相机相关的设计生产、标准制定、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

3、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3基础术语3.1工业数字相机industrial digital camera由图像传感器、辅助电子器件和标准镜头座组成，将光信号转换成电信号，并通过规定接口发送至接收端，适用于工业应用的一体式设备。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 292982012，定义3.23.3图像分辨率resolution

4、相机所能捕捉到的图像清晰程度，一般用像素数表示，像素列数（宽）像素行数（高）。3.4像素pixel像元图像传感器上能单独感光的物理单元。GB/T 292982012，定义3.4注：数字图像中显示的最小单位。T/CMVU 001202033.5数据接口interface遵循特定工业协议，用于传输图像数据、控制指令等的电气接口。注：如GigE、CameraLink、CoaXPress、USB等属于数据接口。3.6灰度gray level图像中物体从黑到白的明暗等级划分间隔，通过像素位深来量化表达。对应的量化值，称为灰度值。4相机术语4.1读出方向direction of readout rever

5、se/forward相机以正向或反向输出图像。注：适用于多线线阵相机。4.2渐晕校正lens shading correction(LSC)修正由于镜头对光学折射不均匀而引起的图像不一致（中间亮度正常、四周偏暗）的图像处理方法。4.3伽马校正gamma correction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 292982012，定义3.124.4平场校正flat field correction(FFC)/shading correction通过对感光单元数字增益和暗电流进行补偿，提升感光单元的输出一致性，以消除由于传感器单元灵敏度不一致或光学

6、畸变引起的图像失真的图像处理方法。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)对传感器的暗电流补偿或无光照下输出信号的修正方法。4.7色彩校正color correction对图像数据不能真实反映被摄物色彩而进行的调整，用于校正传感器还原色彩出现的误差。T/CMVU 001202044.8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

7、输出的数据进行的校正。4.9图像降噪image denoising用于减少数字图像中各类噪声干扰的过程。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 139632012，定义6.94.11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

8、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。GB/T 29298-2012，定义3.104.14降采样sub-sampling子采样抽取图像的指定行和列，组成新的图像。4.15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。4.16图像缓存image buffer设备中可存储图像数据的存储器。4.17T/CMVU 00120205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。4.18自动曝光auto exposure根据设定的目标

9、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。4.19自动对焦auto focus通过控制系统调整镜头的焦距，使指定被摄物成像清晰的过程。4.20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传感器术语5.1传感器类型sensor type传感器按电荷转移器件分类。注：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.

10、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

11、和信噪比。5.6T/CMVU 00120206CCD电荷转移方式CCD charge transfer methodCCD传感器感光单元中的电荷读出并转移至存储单元的方式。注：主要有三种转移方式：行间转移（interline-transfer）、帧转移(frame-transfer)和全帧转移(full-frame)。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

12、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无照电流在无光照条件和规定环境温度下，图像传感器正常工作自发产生的电流。注：与环境温度和曝光时间呈正相关。5.13TDI级数TDI stage selection linesTDI积分级数像素曝光积分的累加行次数。5.14动态范围dynamic range图像传感器最大线性可用信号与

13、最小可用信号的比值。5.15信噪比signal noise ratio输出信号与图像噪声的比值。T/CMVU 001202075.16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单个像元可容纳的最大电荷量。5.18饱和容量saturation capacity单个像元中线性可容纳的最大电荷量。5.19绝对灵敏度阈值absolute sensitivity threshold在规定照射条件下，当输出图像信噪比为1:1时，图像传感器单像元或单位面积成像面在

14、一个曝光周期内的等效信号，简称灵敏度。5.20量子效率quantum efficiency(QE)在规定波长光照下，入射光子在图像传感器产生并被收集的电子数与入射光子数的比值。5.21暗噪声temporal noise在无光照条件下，曝光时间为零或接近零时，图像传感器上的固有噪声。注：用时域暗噪声描述时域上的暗噪声。5.22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。5.23暗信号非均匀性dark signal non-uniformity(DSNU)在无光照条件下，单位积分时间内，图像传感器各像元产生的输出信号与

15、输出信号平均值的偏差。5.24光响应非均匀性photo response non-uniformity(PRNU)在均匀光照条件下，图像传感器输出信号半饱和时，有效像元之间响应的偏差。5.25系统增益overall system gain描述一个电子能转化为数字信号的能力。5.26T/CMVU 00120208电荷转移效率charge transfer efficiency(CTE)电荷转移是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。电荷转移效率是一次转移中正确转移电荷与实际收集电荷的比值。5.27行/列噪声离散度row/colu

16、mn 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。5.28归一化行/列噪声离散度normalized row/column noise dispersion(NRCND)经归一化处理后的图像行/列噪声离散度。5.29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。5.30传感器输出通道数number of sensor outputs传感器输出的通道数。5.31光谱响应曲线spectral responsivity curve描述传感器对于不同

17、光波长光辐射的响应能力。5.32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。5.33量化噪声quantization noise模拟信号转化为数字信号受像素位深限制而出现随机的且均匀分布的量化误差。5.34线性误差linearity error在均匀光照条件下，当曝光量变化时，图像传感器输出信号和理想信号（直线）间的偏差。6其他术语6.1红外截止滤光片IR cut-off filter一种用于过滤红外波段的滤镜。6.2T/CMVU 00120209传感器安装精度sensor alignment（x、y、z、Yz）光学中心与机械中心对准的精确

18、程度，Yz指平整度。T/CMVU 001202010参考文献1GB/T 29298-2012数字（码）照相机通用规范2GB/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3GB/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）4GB/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)5GB/T 17626.1-2006电磁兼容 试验和测量技术 抗扰度试验总论6GB/T 13963-2012静电复印（包括多功能）设备 术语7GB/T 12604.11-2015无损检测 术语 X射线数字成像检测8GB/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9GB/T 5838.1-2015荧光粉 第1部分：术语10VDI/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_