隨著全球經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，制造業(yè)正經(jīng)歷著前所未有的變革，而在這一變革中，機器視覺技術(shù)扮演著至關(guān)重要的角色。機器視覺是一種高度自動化的技術(shù)，它通過模擬人類視覺系統(tǒng)來識別、測量和分析圖像，不僅提高了生產(chǎn)效率，還確保了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。
在機器視覺系統(tǒng)中，工業(yè)相機是核心組件，它負責(zé)捕捉光信號并將其轉(zhuǎn)換為電信號，進而生成數(shù)字圖像供后續(xù)處理。近年來，盡管機器視覺領(lǐng)域的圖書很多，但專門針對工業(yè)相機原理的圖書卻很少，現(xiàn)有的資料往往將工業(yè)相機作為機器視覺系統(tǒng)的一部分進行介紹，缺乏對其原理的深入探討。雖然有些圖書重點介紹了工業(yè)相機中的部分原理，如偏重介紹CCD/CMOS圖像傳感器或光學(xué)成像系統(tǒng)的設(shè)計，但都只是針對工業(yè)相機某一方面進行的闡述，這種現(xiàn)狀導(dǎo)致工業(yè)相機原理相關(guān)的知識零散不成系統(tǒng)，這無疑限制了讀者對工業(yè)相機的深層次理解，也影響了讀者在實際應(yīng)用中解決問題的效率。
為了填補這一空白，我們編寫了本書，系統(tǒng)地整理了工業(yè)相機的相關(guān)知識。本書并不是生硬地講授工業(yè)相機的一般原理，而是結(jié)合編者及團隊人員十余年的機器視覺實踐經(jīng)驗，從工程師視角，系統(tǒng)地梳理建立機器視覺系統(tǒng)所必須了解的工業(yè)相機原理、參數(shù)、指標等，旨在為讀者提供一本面向機器視覺系統(tǒng)的、全面且深入的工業(yè)相機原理指南。
工業(yè)相機作為機器視覺系統(tǒng)的核心，想要理解其與機器視覺系統(tǒng)是如何有機作用與結(jié)合的，本質(zhì)是要弄清楚下面的問題。
光信號是如何通過工業(yè)相機轉(zhuǎn)換為電信號的？電信號又是如何在工業(yè)相機中傳輸?shù)�？電信號是如何組成一幅圖像的？工業(yè)相機是如何將電信號（所表示的圖像信息）傳輸?shù)接嬎銠C進行顯示并供后續(xù)處理的？其中，相機與計算機之間的數(shù)據(jù)傳輸方式和原理（電信號的通信）是怎樣的？相機I/O接口如何輸入/輸出控制信號？相機與鏡頭的光學(xué)接口（光信號的通信）是怎樣的？
上述這些問題是按照機器視覺系統(tǒng)捕獲圖像信息的時序流程而列出的，因此本書的章節(jié)排布整體遵循上述流程而展開，圍繞這些核心問題深入討論。我們相信，隨著對工業(yè)相機原理的深入理解，讀者將能夠更有效地構(gòu)建和優(yōu)化機器視覺系統(tǒng)。我們希望本書能夠成為機器視覺領(lǐng)域的一本經(jīng)典之作，為推動我國制造業(yè)的發(fā)展貢獻力量。
本書由沈陽工業(yè)大學(xué)李紹麗、李德健，以及國家管網(wǎng)集團西部管道有限責(zé)任公司田野編寫，沈陽工業(yè)大學(xué)任翔宇、葛辰巍、劉航嘉、乞鵬壕、陸園園等參與配圖、程序?qū)嶒�，全書由李紹麗負責(zé)統(tǒng)稿、定稿。在撰寫過程中，我們廣泛參考了眾多書籍和網(wǎng)絡(luò)資源，由于網(wǎng)絡(luò)資料繁多，無法在參考文獻中一一列出，特此向所有資料提供者致以誠摯的謝意。
由于作者水平有限，書中難免存在疏漏和不足之處，殷切希望廣大讀者批評指正。

隨著全球經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，制造業(yè)正經(jīng)歷著前所未有的變革，而在這一變革中，機器視覺技術(shù)扮演著至關(guān)重要的角色。機器視覺是一種高度自動化的技術(shù)，它通過模擬人類視覺系統(tǒng)來識別、測量和分析圖像，不僅提高了生產(chǎn)效率，還確保了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。
在機器視覺系統(tǒng)中，工業(yè)相機是核心組件，它負責(zé)捕捉光信號并將其轉(zhuǎn)換為電信號，進而生成數(shù)字圖像供后續(xù)處理。近年來，盡管機器視覺領(lǐng)域的圖書很多，但專門針對工業(yè)相機原理的圖書卻很少，現(xiàn)有的資料往往將工業(yè)相機作為機器視覺系統(tǒng)的一部分進行介紹，缺乏對其原理的深入探討。雖然有些圖書重點介紹了工業(yè)相機中的部分原理，如偏重介紹CCD/CMOS圖像傳感器或光學(xué)成像系統(tǒng)的設(shè)計，但都只是針對工業(yè)相機某一方面進行的闡述，這種現(xiàn)狀導(dǎo)致工業(yè)相機原理相關(guān)的知識零散不成系統(tǒng)，這無疑限制了讀者對工業(yè)相機的深層次理解，也影響了讀者在實際應(yīng)用中解決問題的效率。
為了填補這一空白，我們編寫了本書，系統(tǒng)地整理了工業(yè)相機的相關(guān)知識。本書并不是生硬地講授工業(yè)相機的一般原理，而是結(jié)合編者及團隊人員十余年的機器視覺實踐經(jīng)驗，從工程師視角，系統(tǒng)地梳理建立機器視覺系統(tǒng)所必須了解的工業(yè)相機原理、參數(shù)、指標等，旨在為讀者提供一本面向機器視覺系統(tǒng)的、全面且深入的工業(yè)相機原理指南。
工業(yè)相機作為機器視覺系統(tǒng)的核心，想要理解其與機器視覺系統(tǒng)是如何有機作用與結(jié)合的，本質(zhì)是要弄清楚下面的問題。
光信號是如何通過工業(yè)相機轉(zhuǎn)換為電信號的？電信號又是如何在工業(yè)相機中傳輸?shù)模侩娦盘柺侨绾谓M成一幅圖像的？工業(yè)相機是如何將電信號（所表示的圖像信息）傳輸?shù)接嬎銠C進行顯示并供后續(xù)處理的？其中，相機與計算機之間的數(shù)據(jù)傳輸方式和原理（電信號的通信）是怎樣的？相機I/O接口如何輸入/輸出控制信號？相機與鏡頭的光學(xué)接口（光信號的通信）是怎樣的？
上述這些問題是按照機器視覺系統(tǒng)捕獲圖像信息的時序流程而列出的，因此本書的章節(jié)排布整體遵循上述流程而展開，圍繞這些核心問題深入討論。我們相信，隨著對工業(yè)相機原理的深入理解，讀者將能夠更有效地構(gòu)建和優(yōu)化機器視覺系統(tǒng)。我們希望本書能夠成為機器視覺領(lǐng)域的一本經(jīng)典之作，為推動我國制造業(yè)的發(fā)展貢獻力量。
本書由沈陽工業(yè)大學(xué)李紹麗、李德健，以及國家管網(wǎng)集團西部管道有限責(zé)任公司田野編寫，沈陽工業(yè)大學(xué)任翔宇、葛辰巍、劉航嘉、乞鵬壕、陸園園等參與配圖、程序?qū)嶒�，全書由李紹麗負責(zé)統(tǒng)稿、定稿。在撰寫過程中，我們廣泛參考了眾多書籍和網(wǎng)絡(luò)資源，由于網(wǎng)絡(luò)資料繁多，無法在參考文獻中一一列出，特此向所有資料提供者致以誠摯的謝意。
由于作者水平有限，書中難免存在疏漏和不足之處，殷切希望廣大讀者批評指正。
編者2025年3月