在机器视觉系统中，工业相机是核心组件，它负责捕捉光信号并将其转换为电信号，进而生成数字图像供后续处理。本书从工程师视角，系统地梳理建立机器视觉系统所必须了解的工业相机原理、参数、指标等，旨在为读者提供一本面向机器视觉系统的、全面且深入的工业相机原理指南。本书系统地整理了工业相机的相关知识，全书共8章内容，分别是绪论、基础知识、工业相机的核心——图像传感器、工业相机的性能、工业相机的参数和工作模式、工业相机中的图像信号预处理、工业相机通信基本原理、工业相机与计算机的数据传输。 本书可作为机器视觉工程技术人员系统掌握工业相机原理的参考书，也可作为高等院校自动化类、机电类、电子信息类、计算机类相关专业的教学参考书。

李绍丽，日本名古屋大学访问学者，副教授，硕士生导师，入选2020年中国科协优秀中外青年交流计划。现为沈阳工业大学信息科学与工程学院专任教师；主要从事机器视觉检测、数字图像处理及模式识别、检测装置及自动化、金属材料（微观）损伤检测与修复相关方向的研究。近年来，主持、参与省级自然科学基金纵向项目2 项，参研企业横向课题2项，发表相关SCI/EI检索论文10余篇。

前言
第1章绪论1
1.1什么是工业相机，与普通相机有何区别1
1.2什么是机器视觉，与工业相机的关系是怎样的4
1.2.1机器视觉与机器视觉系统4
1.2.2机器视觉的发展与应用10
1.3工业相机基本成像原理14
1.3.1相机成像原理与发展过程14
1.3.2数字图像的表示与格式15
习题与思考题19
第2章基础知识20
2.1图像分析20
2.1.1图像分析方法20
2.1.2图像传感器的基本技术参数23
2.2图像的显示与电视制式24
2.2.1电视监视器的扫描24
2.2.2电视制式27
习题与思考题28
第3章工业相机的核心——图像传感器29
3.1CCD传感器29
3.1.1基本原理和工作过程29
3.1.2线阵CCD图像传感器与面阵CCD图像传感器36
3.2CMOS传感器40
3.2.1基本原理和工作过程40
3.2.2像素单元的电路结构与成像性能44
3.3彩色工业相机47
3.3.1单芯片彩色相机47
3.3.2其他彩色成像方案 50
习题与思考题53
第4章工业相机的性能54
4.1灰度值的产生过程及噪声54
4.1.1灰度值的产生过程54
4.1.2传感器的噪声56
4.2EMVA1288标准与传感器性能评价60
习题与思考题62
第5章工业相机的参数和工作模式63
5.1基本参数63
5.1.1传感器尺寸、像元与分辨率63
5.1.2光学接口67
5.1.3刷新率和曝光69
5.1.4像素深度与像素格式71
5.1.5光谱响应79
5.1.6可变增益范围79
5.2工作模式80
5.2.1相机采集的画幅状态81
5.2.2相机的触发方式81
习题与思考题83
第6章工业相机中的图像信号预处理84
6.1黑电平校正85
6.1.1什么是黑电平，为什么要进行黑电平校正85
6.1.2黑电平校正的原理及方法86
6.2坏点校正88
6.3镜头阴影校正90
6.3.1镜头阴影产生的原因及阴影分类90
6.3.2镜头阴影的校正方法92
6.4平场校正93
6.4.1什么是平场校正，为什么要进行平场校正93
6.4.2如何进行平场校正94
6.5数字增益调节98
6.6白平衡99
6.6.1白平衡及其工作原理99
6.6.2一种自动白平衡算法101
6.6.3工业相机的白平衡设置103
6.7色彩校正矩阵105
6.7.1色彩校正的概念，为什么要进行色彩校正105
6.7.2如何进行色彩校正105
6.8Gamma校正108
6.8.1Gamma校正的背景与原理108
6.8.2Gamma校正的步骤111
6.9颜色空间转换113
6.10图像质量调整115
习题与思考题118
第7章工业相机通信基本原理120
7.1通信系统基本原理120
7.1.1通信系统基本概念120
7.1.2数字数据的模拟信号传输123
7.1.3模拟数据的数字信号传输127
7.1.4数字数据的数字信号传输131
7.2工业相机典型通信方式——千兆网通信基本原理137
7.2.1一根网线传递信息的最基本方法137
7.2.2光纤与无线电编码139
7.2.3时钟同步和曼彻斯特编码140
7.2.4分析实际的以太网编码142
7.2.5成帧的重要性144
7.2.6帧格式146
7.2.7互联网协议149
7.2.8IP和以太网之间的ARP映射关系152
7.2.9基于跳数的路由155
7.2.10TCP160
7.2.11TCP连接流程163
7.2.12OSI模型与TCP/IP 模型164
习题与思考题167
第8章工业相机与计算机的数据传输169
8.1模拟视频信号传输169
8.1.1模拟视频标准170
8.1.2计算机是如何接收模拟视频信号的172
8.2数字视频信号传输180
8.2.1Camera Link181
8.2.2IEEE 1394184
8.2.3USB186
8.2.4千兆网188
8.2.5CoaXPress191
8.3控制信号的传输——I/O接口194
习题与思考题195
参考文献197