智能相机在生命科学中的应用

智能摄像机将相机与图像处理和机器视觉课程组合在一个包装中。它们通常用于生命科学应用程序，其中有空间限制或没有空间安装单独的控制器，例如高端数字显微镜，用于离线电池检查，用于包装和药物产品的条形码读数。

视觉传感器被认为是低端智能摄像机，但它们具有单独的控制器。它们可以处理许多相同的应用程序并执行类似的简单任务，并且当空间存在用于单独的控制器时，在全吹智能摄像机上提供许多优点。

智能摄像机控制器是计算机或微处理器，其在相机本身中处理图像，而不是将它们传输到PC或单独的处理器。它们也可以称为智能摄像机或嵌入式视觉处理器，并为希望在一个包装中的客户提供的客户方便。智能摄像机行业在过去十年中已经进化，在前端具有光学，照明和相机，以及一个紧凑型单元中的处理器，通信和数字I / O。

它们有助于最小化机器视觉系统其余部分的复杂性，减少使用多个摄像机时对独立pc或多个照明源的需要。使用低成本的智能相机还可以在多摄像头系统中提供价格优势，有效地将pc的成本分摊到多台设备上。

智能摄像机是独立的，但也用于多个相机应用程序，其中单独的控制器允许它们执行单独的任务或一起工作。控制器充当单个主脑控制单独的智能摄像头。小瓶检查是一种这样的应用。顶部的一台相机看起来像不同角度的小瓶的帽子和其他相机看起来看起来像小瓶的侧面。这些类型的系统是寻找存在/不存在，或者检查外观以确保没有污染物，确定颜色，强度，执行宽度测量或计数对象或编号，或执行读取1D或2D条形码或使用OCR工具的标识。

在临床或诊断仪器或分析化学应用中，有专用于用户界面的PC，智能摄像机可能不会提供空间优势。但是，如果需要降低软件的复杂性和分离功能，它们提供的优势是能够从客户的软件中卸载一些处理或验证功能。根据用户想要做什么以及所需摄像头的数量，智能摄像头和pc的优势可能更大或更小。

生命科学客户使用智能相机的另一个原因是他们已经有了。在其他应用程序中，使用智能相机读取条形码和运动控制(有时被称为成像器)可能是有意义的。

生命科学用户考虑智能相机的首要考虑

第一次考虑是系统是否能够拾取它需要的功能和细节。相机应该能够执行所需的任务。一些应用可能涉及读取颜色。其他人可能需要读取标签或位置探头的深度或将位置探测的姿势读取。

很多时候，智能相机所能做的远远超出了特定应用程序的需求。与其购买那些功能从未使用过的智能相机，从而抬高成本，还不如考虑一下现在和未来实际需要什么。

如果相机将用于验证代码和查看位置，则可能没有理由添加颜色。添加颜色通常不会增加智能相机硬件的成本，因为黑白相机和彩色相机之间的价格差别不大。但这可能会增加很多软件或检测工具的无形成本，分析颜色的时间，以及意想不到的工程时间。

在任何机器视觉系统中，关键考虑就是为什么将使用智能相机。是为了减少人为错误吗？增加吞吐量？重要的是要跟踪和追踪生命科学行业的检验数据。机器视觉系统现在有能力将数据发送到FTP服务器或将成像数据输出到PC。跟踪和跟踪是通过软件完成的，但一些智能相机也有能力输出此信息。

智能相机还应该具备将所需数据输出到需要的地方的能力。知道要输出的信息的类型和类型的连接需要帮助确定简单的智能相机,执行简单的任务和函数和有限的I / O选项有限,如以太网,合适的或者更复杂,需要强大的系统或单独的控制器。

最适合生命科学应用的相机

解决方案和包装大小客户需求限制了生命科学客户可以使用的智能相机的类型。在许多检查中，代码读取和3D高度映射，看着倾斜或角度或物品的厚度，例如布覆盖凝胶检查在医用绷带上，更小的摄像机更好。生命科学的许多产品很小，例如植入物，样品，载玻片或管，并且通常使用具有小占地面积的高分辨率智能摄像头。

在3D方面，在电脑视觉中使用更多，相机尺寸的余地尺寸更多，因为它们往往不是限制性的。但该行业可用的智能3D摄像机的数量有限，很少有制造商提供给他们。

并不总是需要高分辨率的智能相机。彩色版使用大量的处理能力来处理颜色信息，并产生大量的热量。智能相机的分辨率范围很广，所以它们能够解决或选择客户正在寻找的功能。

彩色或单色吗?

每当需要准确测量产品时，通常使用单色智能摄像头。它们提供更高的分辨率图像，因为像素对它们没有过滤器来提取颜色信息，并且它们提供略微更快的成像处理速度。它们通常比彩色相机略低，但不是很多。

彩色智能摄像机可以提取不可能用单色相机提取的功能，并且相对较快。它们用于生活科学行业的ID阅读和检查应用。在许多情况下，具有单色工具的颜色智能相机提供了能够读取对比信息而无需使用真色的好处。这种类型的设置为未来为未来的灵活性提供了在检验系统开发，批准和冻结后需要“更换确切”的生命科学产业的客户，而不是其他允许交换兼容部件的其他行业。

智能相机制造商通过其专用传感器的可用性来控制特定智能相机的生命周期。如果它们依赖于商业项目，传感器类型的变化可能比机器允许的变化要快。

数字或模拟?

大多数生命科学应用程序使用数字智能相机。模拟输出主要用于需要连续反馈的应用程序，例如跟踪某物的边缘或对位置的反馈，以调整系统的速度，但在生命科学行业的视觉系统中没有许多模拟需求。

模拟智能摄像机更常用于测量世界进行监控，并且当与机器有人类接口时。但数字智能摄像机正在接管检查和监控流程，以更好的速度和分辨率选项。成本差异也在减少，因此数字将很快成为监控应用的首选选择。

CMOS或CCD -哪种传感器类型?

在过去，CMOS技术较差且成本较低，常用于低端智能相机。但是这项技术已经发展到CMOS传感器的性能已经与CCD传感器相当，而且速度更快。现在很多新的智能相机都使用CMOS。只要相机能提供客户所需的分辨率和速度，传感器的类型一般都不重要。

在已安装的智能摄像机基础上，两者都有良好的组合。随着更多芯片供应商放弃CCD创建，智能摄像机市场几乎每个选项都将由CMOS控制。由于他们在智能手机和其他行业的增殖使用，并且CMOS芯片生产很高，因此CMOS传感器与仅在某些应用中仍然使用的CCD相比，CMOS传感器非常竞争。

智能相机成本

智能摄像头的价格范围广泛。对于基本系统，简单的视觉传感器的价格约为1000美元至2000美元。灰色区域的相机和视觉传感器在2000美元至3000美元的范围内，灵活地解决了多种应用，但大多数智能摄像机从4000美元开始，从那里开始。

照明、镜头和分辨率决定了智能相机系统的最终价格。一个标准的640x480相机和基本的灯光设置大约需要5000美元。根据光线和镜头的不同，500万到2100万像素的高分辨率系统可能会花费2万到3万美元。

智能相机，条形码读卡器和基于激光的测量设备的定价是竞争力的。但是，汽车行业享有更具竞争力的定价，因为这项技术在生产线上习惯于生产线，制造商和供应商可以提供更深入的折扣。生命科学市场的使用是基于图像的更多，智能摄像机不仅读取代码，而且可以提供有关产品的多种类型的信息。因此，需要较少的智能相机，这意味着价格尚未因卷而受到影响。

主要挑战

任何视觉系统的主要目标都是正确地照亮目标并获得所需的对比度。如果有一点色差，或者成像弯曲或闪光的部分很难点燃，这可能是一个挑战，这是生命科学行业经常发生的情况，使照明成为供应商被要求解决智能相机问题的头号障碍。供应商提供智能相机使用的照明系统，从不同角度照亮目标，并创建阴影，以突出不同高度的任何东西，如划痕。

生命科学行业对智能相机的另一个挑战是保持个人数据安全。具有条形码的非常小的对象现在可以包含可能受保护的大量个人信息，具体取决于各种医疗保健或隐私法。如何存储和传输与测量相关联的个人数据，以及是否存在数据滞后正成为一个重要的挑战。智能摄像机用于拍摄图像并证明某些东西存在或丢失。条形码中的数据量可能会对提交血样的用户来说是值得怀疑的，以及如何处理数据在存储之前保存的时间表是客户眼中日益关注的问题。它们可能不希望数据存储在不同的地方，并且只希望它存储在其驱动器上。

增长最快的生命科学应用

条码读取继续是智能相机和视觉传感器在生命科学领域增长最快的应用，无论是在工业市场还是在视觉市场。有许多应用跨越了视觉系统所需要的界限。不再需要专门用于条形码读取或成像的系统。

Vision传感器现在附带的工具，看起来像智能相机工具。它们帮助视觉传感器系统和检查工具在困难的表面上找到，旋转和读取1-和二维条形码，同时读取非常小的代码或许多代码。它们验证了位置，读取了标签的文本，填充了瓶子上的水平，放置在塞子帽上，并立即查看读取9个代码的整个血液样本纸盘，以提供代码读数，潜在的代码，所以当机器都知道代码任何都缺少。该区域为智能摄像机和视觉传感器提供了大量的机会。通常，供应商能够在视觉传感器系统上定制工具集选项，以便能够提供90％的客户要求，比完整的智能相机更容易使用和较低的成本选项。