相机视觉基础

1. 相机参数

1.1 分辨率（Resolution）

指相机一次采集图像的像素点数，也可理解为传感器上感光单元的数量。分辨率越高，图像细节越丰富。

1.2 传感器尺寸（Sensor Size）

决定相机的成像视野大小，常见尺寸有 1/3"、1/2"、2/3"、1" 等。

1.3 像元尺寸（Pixel Size）

单个像素感光单元的尺寸。尺寸越大，感光能力越强，信噪比越高，图像质量更好。

公式：

$\text{像元尺寸} = \frac{\text{传感器尺寸}}{\text{分辨率（像素个数）}}$

1.4 图像精度（Accuracy）

指一个像素代表的实际物理尺寸，常用单位：μm/pixel。

公式：

$\text{精度} = \frac{\text{视野（FOV）}}{\text{分辨率}}$

背光源应用：推荐精度为 1–3 像素
正光源应用：推荐精度为 3–5 像素

1.5 ISO

表示图像传感器对光的灵敏度。

实际上 ISO 调整的是光电信号的放大倍数，并非传感器本身的灵敏度。
ISO 过高会引入噪点，降低图像质量。

2. 镜头参数

2.1 焦距（Focal Length, f）

焦距决定成像比例与视场范围。

物距 > 2f：像距在 f–2f 之间，成 倒立缩小实像（照相机成像）。
f < 物距 < 2f：像距 > 2f，成 倒立放大实像（幻灯机、微距拍摄）。
物距 < f：像距为负，在物体同侧成 正立放大虚像（放大镜）。

定焦镜头的对焦环实质上调整的是像距。

2.2 视场角（Field of View, FOV）

镜头可覆盖的最大成像范围，取决于 镜头焦距 与 传感器尺寸。

2.3 光圈（Aperture, f-number, F）

光圈大小用 F 值 表示：

$F = \frac{f}{D}$

其中 f 为焦距，D 为入瞳直径。

F 值越小 → 光圈越大 → 进光量越多。
F 值越大 → 光圈越小 → 进光量越少。

2.4 景深（Depth of Field, DOF）

景深表示在一定清晰度范围内，被摄体前后可接受的成像范围。

本质：只有一个平面真正处于合焦状态，其他位置形成“弥散圆”（Circle of Confusion）。
影响因素：
- 光圈大小：景深与光圈近似 成反比（光圈越大，景深越小）。
- 焦距：景深与 焦距平方成反比（焦距越长，景深越小，影响比光圈更显著）。
- 物距：景深与 物距平方成正比（物体越远，景深越大）。

2.5 工作距离（Working Distance, WD）

指镜头最前端到被摄物体的距离。工作距离过小可能导致安装受限。

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