像素、分辨率、公差的概念

像素 （Pixel）

像素是指在由一个数字序列表示的图像中的一个最小单位。像素的多少表明相机所含有的感光元件的多少。所谓 200 万像素 CCD 就是一个由 200 万个光电二极管构成的集合体。一台100万像素的相机拍摄的照片洗成5寸比洗成六寸清晰点。80万 1024×768 5” （3.5×5英寸），130万 1280×960 6” （4×6英寸）

https://www.keyence.com.cn/ss/products/vision/visionbasics/basic/primer/

位深度

位深度是用来表示每个像素储存信息的位数。像素的位深度决定这个像素所能表达的颜色数量，一般常见的有8位、16位、24位或32位色彩，可以通过取二的色彩深度次幂来得到所能表达的颜色的数量。

分辨率（Resolution）

图像分辨率指图像中存储的信息量，是每英寸图像内有多少个像素点，分辨率的单位为PPI(Pixels Per Inch)，通常叫做像素每英寸。

例如，一张分辨率为640×480像素的图片，其分辨率就达到了307200像素，也就是常说的30万像素；而一张分辨率为1600×1200的图片，它的像素就是200万这样，图像分辨率表示的是图片在长和宽上占的点数的单位。一张数码图片的长宽比通常是4:3。

图像分辨率决定图像的质量。对于同样尺寸的一幅图，如果图像分辨率越高，则组成该图的图像像素数目越多，像素点也越小，图像越清晰、逼真。如：72dpi分辨率的1英寸×1英寸图像包含5184像素，而300dpi分辨率的1英寸×1英寸图像包含90000像素。 dpi：每英寸(长度)所包含点的数目。

分辨率是由选择的镜头焦距和成像芯片感光元件(像元)数决定的。

精度

精度的单位是mm。根据产品表面和照明状况的不同，我们可以通过放大图像观察辨别稳定像素的个数，从而得出精度。如果条件不允许实际测试观察，一般的规律是，如果使用正面打光，有效像素为1个，使用背光，有效像素为0.5个。

精度一般是指视觉系统的整体指标。检测对象的成像一般都会受光源、镜头、安装、设备振动等硬件或是周围环境的影响，产生像素的波动，导致单个像素不能准确的代表当前的数据，在工业应用实践中，都会使用3-5个有效像素（或是冗余像素）来计算精度的指标。

如果是光学精度，一般是在相机实时状态下，在放大镜下，看到的稳定成像的有效像素个数，这与光源、环境影响比较大。

计算公式：精度 = 分辨率 x 有效像素 = 0.019mm/Pixel * 1 pixel 约等于 0.02mm

https://mp.weixin.qq.com/s/rgpnF3yNQQfUWXjSKC2nNQ

像素精度

一个像素在真实世界代表的距离，即拍摄视野/分辨率。例如我所使用的大华500万相机，分辨率2592*2048，在视野中长的一边100mm，即可拍到100mm的物体，那么在这一方向的像素精度为100/2592mm约为0.0386mm。

亚像素精度

亚像素精度是指相邻两像素之间细分情况，输入值通常为二分之一，三分之一或四分之一。即每个像素将被分为更小的单元从而对这些更小的单元实施插值算法。

公差（Tolerance）

测量值与真实值（真值）之间必定会存在一定的误差。其中的关键在于，明确可以容许的误差范围。在测量领域，我们将容许误差的最大尺寸与最小尺寸之差称为“公差”。而受到工业规格等法规承认的误差范围，同样会被称为公差。

当实际图纸上记载“60（+0.045 -0.000）”时，意味着标准尺寸为60，“+0.045 -0.000”则代表上限及下限的公差。此时的上限值为60.045，下限值则是60.000。

在实际制造中设置公差的理由之一，是为了兼顾加工成本。加工精度越高，加工成本也就相应得越高。生产制造的核心，是实现必要的功能及品质，因此必须据此设定公差。

一般情况下，根据工程经验分辨率和公差的对应关系如下：

例如：一个定位抓取项目，客户需求公差：0.1mm；成像视野：100mm（宽）。

分辨率 = 0.1/4 = 0.025mm
像素=100/0.025 = 4000pix

因此，相机选型的一个基本参数横向像素必须为4000以上。