线阵相机与面阵相机的区别

一、线阵相机 线阵 CCD 工业相机主要应用于工业、医疗、科研与安全领域的图象处理。在机器视觉领 域中，线阵工业相机是一类特殊的视觉机器。与面阵工业相机相比，它的传感器只有一行感 光元素，因此使高扫描频率和高分辨率成为可能。线阵工业相机的典型应用领域是检测连续 的材料，例如金属、塑料、纸和纤维等。被检测的物体通常匀速运动 , 利用一台或多台工 业相机对其逐行连续扫描 , 以达到对其整个表面均匀检测。可以对其图象一行一行进行处 理 , 或者对由多行组成的面阵图象进行处理。另外线阵工业相机非常适合测量场合，这要 归功于传感器的高分辨率 , 它可以准确测量到微米。1、线阵工业相机，机顾名思义是呈“线”状的。虽然也是二维图象，但极长，几 K 的长度， 而宽度却只有几个象素的而已。一般上只在两种情况下使用这种相机：一、被测视野为细长 的带状，多用于滚筒上检测的问题。二、需要极大的视野或极高的精度。2、需要极大的视野或极高的精度的情况下，需要用激发装置多次激发相机，进行多次拍照， 再将所拍下的多幅“条”形图象，合并成一张巨大的图。因此，用线阵型工业相机，必须用 可以支持线阵型工业相机的采集卡。线阵型工业相机价格贵，而且在大的视野或高的精度 检测情况下，其检测速度也慢－－一般工业相机的图象是 400K～1M，而合并后的图象有几 个 M 这么大，速度自然就慢了。

二、面阵相机 相机像素是指这个相机总共有多少个感光晶片，通常用万个为单位表示，以矩阵排列， 例如 3 百万像素、2 百万像素、百万像素、40 万像素。百万像素工业相机的像素矩阵为 W*H=1000*1000。工业相机分辨率，指一个像素表示实际物体的大小，um*um 表示。数值越小，分辨率越高。FOV 是指相机实际拍摄的面积,以毫米×毫米表示。FOV 是由像素多少和分辨率决定的。相同 的相机，分辨率越大，它的 FOV 就越小。例如 1K*1K 的相机，分辨率为 20um,则他的 FOV=1K*20 × 1k*20=20mm ×20mm，如果用 30um 的分辨率，他 FOV=1K*30×1k*30=30mm×30mm。在图像中，表现图像细节不是由像素多少决定的，而是由分辨率决定的。分辨率是由选择的 镜头焦距决定的，同一种相机，选用不同焦距的镜头，分辨率就不同。如果采用 20um 分辨 率，对于 1mm*0.5mm 的零件，它总共占用像素 1/0.02 ×0.5/0.02＝50×25 个像素，如果采 用 30um 的分辨率，表示同一个元件，则有 1/0.03×0.5/0.03=33×17 个像素，显然 20um 的分辨率表现图像细节方面好过 30um 的分辨率。对于面阵 CCD 来说，应用面较广，如面积、形状、尺寸、位置，甚至温度等的测量。面阵 CCD 的优点是可以获取二维图像信息，测量图像直观。缺点是像元总数多，而每行的像元数 一般较线阵少，帧幅率受到限制，而线阵 CCD 的优点是一维像元数可以做得很多，而总像元 数角较面阵 CCD 工业相机少，而且像元尺寸比较灵活，帧幅数高，特别适用于一维动态目标 的测量。以线阵 CCD 在线测量线径为例，就在不少论文中有所介绍，但在涉及到图像处理时都是基于理想的条件下，而从实际工程应用的角度来讲，线阵 CCD 图像处理算法还是相当复 杂的。由于生产技术的制约，单个面阵 CCD 的面积很难达到一般工业测量对视场的需求。线阵 CCD 的优点是分辨力高，价格低廉，如 TCD1501C 型线阵 CCD，光敏像元数目为 5 000，像元 尺寸为 7 μm×7 μm×7 μm(相邻像元中心距)该线阵 CCD 一维成像长度 35 mm，可满足大 多数测量视场的要求，但要用线阵 CCD 获取二维图像，必须配以扫描运动，而且为了能确定 图像每一像素点在被测件上的对应位置，还必须配以光栅等器件以记录线阵 CCD 每一扫描行 的坐标。一般看来，这两方面的要求导致用线阵 CCD 获取图像有以下不足：图像获取时间长， 测量效率低；由于扫描运动及相应的位置反馈环节的存在，增加了系统复杂性和成本；图像 精度可能受扫描运动精度的影响而降低，最终影响测量精度。

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