2D-行业知识-工业相机像素格式

一般相机的 Pixel Format 功能可以设置所选择相机传输的图像数据的格式。像素格式的具体不同取决于所选择的相机型号。

常见的像素格式如下：

● MonoXX（例如  Mono8、Mono10、Mono12p）

● BayerXXYY（例如，BayerBG10、BayerGR12）

● YCbCrXXX、YUVXXX

● RGB8、BGR8

MonoXX单色格式

如果单色相机使用其中一种单色像素格式，则它每像素将输出 8、10、12 或 14 位数据。
如果彩色相机使用某种单色像素格式，则每个像素的值首先会转换为 YCbCr 颜色模型。此模型的 Y 分量表示亮度值，并且等效于从单色传感器中的一个像素得出的值。

因此，从本质上讲，将彩色相机设置为 Mono 8 格式时，它将输出 8 位单色图像。MonoXX单色格式的图像即我们常说的灰度图。

BayerXXYY拜耳格式

Bayer 格式源自拜耳阵列，拜耳阵列是 CCD 或 CMOS 传感器拍摄彩色图像的主要技术之一。拜耳阵列是由伊士曼·柯达公司科学家 Bryce Bayer 发明的，被广泛运用数字图像。

对于彩色图像，每个像素点可用 RGB 三种颜色来表示，最简单的采样方法就是在每个像素点上用三个滤镜，红色的滤镜透过红色的波长，绿色的滤镜透过绿色的波长，蓝色的滤镜透过蓝色的波长。这样一来为了采集 RGB 三个基本色，每个点都需要三块滤镜。而用 Bayer 格式，每个像素点只用一种颜色的滤镜，另外通过分析人眼对颜色的感知发现，人眼对绿色比较敏感，所以在 Bayer 格式的图片中绿色较多，绿色的像素是 R 和 B 像素的和。

如果彩色相机使用其中一种拜耳像素格式，则相机为每个像素输出 8、10 或 12 位数据。对每个像素进行过滤以仅记录红色、绿色和蓝色中的一种颜色。像素数据不会以任何方式进行处理或插补。此类像素数据有时称为“原始”输出。

YCbCr 格式

彩色相机还可以基于 YCbCr（或 YUV）格式的像素数据输出彩色图像。

如果彩色相机使用此格式，则采集到的图像中的每个像素值在离开传感器并通过相机时都会经历一个转换过程。此过程为每个像素值生成 Y、Cb 和 Cr 颜色信息。

RGB 和 BGR 格式

当彩色相机使用 RGB 8 或 BGR 8 像素格式时，相机将为所采集帧中的每个像素输出 8 位红色数据、8 位绿色数据和 8 位蓝色数据。

像素格式因颜色数据的输出顺序（红、绿、蓝或蓝、绿、红）而异。

最大像素位深度

最大像素位深度由相机上可用像素格式中具有最高位深度的像素格式定义。
如果相机可用的像素格式为 Mono 8 和 Mono 12，则相机的最大像素位深度为 12 位。

未压缩和压缩像素格式

当相机使用未压缩的像素格式（例如，Bayer 12）时，像素数据始终为 8 位对齐。根据需要插入填充位（零）以到达下一个 8 位边界。

假设您选择了 12 位未压缩像素格式。相机每像素输出 16 位：12 位像素数据和 4 个填充位（旨在到达下一个 8 位边界）。

相机使用压缩像素格式（例如，Bayer 12p）时，像素数据未对齐。这意味着没有插入填充位，并且一个字节可以包含多个像素的数据。

假设您选择了 12 位压缩像素格式。相机每个像素输出 12 位。这使得两个像素的数据总是分布在 3 个字节中。