Что такое камера линейного сканирования?

Что такое камера с линейным сканированием?

Камера с линейным сканированием — это камера, которая захватывает объект в линию и объединяет его в единое изображение.

Камеры с датчиком области, которые часто сравнивают, захватывают все поле зрения сразу.

Камера с линейным сканированием захватывает плоское изображение, непрерывно перемещая объект перпендикулярно ряду линейных датчиков или перемещая камеру.

В отличие от камеры с датчиком области, камера с линейным сканированием может захватывать небольшие изменения попиксельно при получении горизонтального изображения.

Применение камер с линейным сканированием

Объекты, для которых подходят камеры с линейным сканированием, включают те, которые являются большими, требуют высокой точности разрешения, являются длинными и непрерывными и имеют трехмерный вид.

Например, при фотографировании большого объекта датчик области может использоваться для съемки изображений путем разделения объекта на секции, но в этом случае несколько изображений должны быть сшиты вместе. С другой стороны, с помощью датчика линии изображение может быть захвачено как единое изображение и не нуждается в сшивке вместе.

В частности, камеры линейного сканирования используются для самых разных целей: от инспекций социальной инфраструктуры, такой как дороги и наружные стены, до промышленных инспекций нетканых материалов, шестеренок, полупроводниковых деталей и т. д. Кроме того, они также используются для анализа произведений искусства и сортировки фруктов, которые ранее были осмотрены визуально.

Принцип работы камер линейного сканирования

Как и обычная камера, камера линейного сканирования преобразует свет, входящий через объектив, в электронный сигнал, формируя изображение на ПЗС, КМОП или другом элементе формирования изображения и выводит сигнал в виде изображения.

Камера непрерывно захватывает изображения, перемещая объект вертикально к элементу формирования изображения, который состоит из одного ряда линейных датчиков. Затем множество изображений объединяются для получения непрерывного изображения.

Камеры линейного сканирования можно в целом разделить на модели, которые могут получать монохромные изображения, и модели, которые могут получать цветные или невидимые лучевые изображения.

Модели, которые могут получать цветные изображения, имеют около 1~3 рядов линейных датчиков и являются многослойными. Это связано с тем, что с каждого датчика доступна информация только об одном цвете.

В трехрядном цветном датчике определенный пиксель захватывается тремя датчиками изображения, которые могут получать информацию о синем, зеленом и красном цветах. С другой стороны, с однорядным цветным датчиком только один пиксель захватывается одним датчиком изображения, поэтому получается информация только об одном цвете. И поскольку цветовая информация одного конкретного пикселя оценивается на основе окружающей цветовой информации, точность цветопередачи ниже, чем у трехрядного цветного датчика.

Выбор камер с линейным сканированием

При выборе камер с линейным сканированием важно полностью оценить разрешение, управление экспозицией, совместимость с высокой скоростью, чувствительность и другие факторы целевой системы, с которой предстоит работать.

1. Управление экспозицией

Старые камеры со сканирующей строкой не имеют управления экспозицией, а яркость источника света вручную изменяется в ответ на колебания скорости. Используя электронный затвор, время экспозиции может автоматически изменяться для захвата изображений с той же яркостью, даже если скорость меняется.

2. Поддержка высокой скорости

Она оценивается по пропускной способности, которая представляет собой способность обработки данных. Камеры с самым высоким уровнем скорости теперь доступны в продаже.

3. Чувствительность

Обычные камеры со сканирующей строкой требуют сильного источника света, поскольку они могут выдерживать только время экспозиции одного сканирования строки. Поэтому сам датчик является высокоэффективным с отношением апертуры 100%. Некоторые камеры используют технологию интеграции с задержкой по времени для увеличения чувствительности в десятки раз и более, что делает их подходящими для мест, где уровни освещенности не могут быть увеличены, или для высокоскоростного сканирования.

4. Коррекция затенения

Современные камеры могут компенсировать небольшие различия в чувствительности в пределах пикселя в режиме реального времени в камере. С помощью этого инструмента можно выполнить коррекцию затенения, которая представляет собой коррекцию изменения интенсивности света в направлении ширины из-за неравномерного освещения.