面阵CCD相机与线阵CCD相机的区别

翔宇

面阵CCD相机与线阵CCD相机的区别   

    2013年飞思卡尔智能车竞赛的摄像头组的摄像头类型可能会允许使用线阵CCD，在此简单对比下面阵CCD和线阵CCD。

    随着机器视觉技术的逐步成熟，越来越多的行业已经利用这一技术应用来为企业生产更好的服务，产品外观质量检测就是其中一项。产品表面残缺检测系统是由多只线扫描CCD相机，按生产线的速度同步进行图像摄取，将摄取到的图像转化为数字信号传送给图像处理系统；图像处理系统再根据所得信息与表面无残缺的产品模板进行匹配，进而根据匹配结果来识别图像的内容或控制现场的设备动作，匹配成功则通过检测，匹配不成功发出信号进行相应操作。

    据在资深技术员介绍，他目前在维视数字图像技术有限公司从事的就是CCD相机的开发工作，CCD相机分为线扫描CCD相机和面扫描CCD相机。他介绍说，线阵CCD相机具有灵敏度高，动态范围大，性价比高等特点。由于其结构简单，成本较低，并且可以同时储存一行电视信号，加上它可以做很多单排感光单元，在同等测量精度的前提下，线阵CCD相机的测量范围可以做的较大，并且由于线阵CCD实时传输光电变换信号和自扫描速度快、频率响应高，可以实现动态测量，并能在低照明度下工作，所以线阵CCD广泛地应用在产品尺寸测量和分类、非接触尺寸测量、条形码等许多领域。面扫描CCD电荷包的转移情况与线阵CCD的器件类似，只是它的形式较多。结构简单，则摄象质量不好，反之摄象质量好的，驱动电路就会变得复杂。再加上生产技术的制约，单个面阵CCD的面积很难达到一般工业测量对视场的需求。

    新近市场上研制出了一种线阵CCD 亚像元的拼接技术，该技术可提高CCD的分辨率，缓解了由于受工艺和材料影响而很难减小CCD像元尺寸的难题，在理论上可获得比面阵CCD相机更高的分辨率和精度。所以线阵CCD被广泛应用。工业相机按照传感器结构分为面阵CCD相机与线阵CCD相机。

    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，因此其应用面较广，如面积、形状、尺寸、位置，甚至温度等的测量。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。

    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。而且线阵CCD 分辨力高，价格低廉，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。

    即便如此，线阵CCD获取图像的方案在以下几方面仍有其特有的优势：线阵CCD加上扫描机构及位置反馈环节，其成本仍然大大低于同等面积、同等分辨率的面阵CCD；扫描行的坐标由光栅提供，高精度的光栅尺的示值精度可高于面阵CCD像元间距的制造精度，从这个意义上讲，线阵CCD获取的图像在扫描方向上的精度可高于面阵CCD图像；新近出现的线阵CCD 亚像元的拼接技术可将两个CCD芯片的像元在线阵的排列长度方向上用光学的方法使之相互错位1／2个像元，相当于将第二片CCD的所有像元依次插入第一片CCD的像元间隙中，间接“减小”线阵CCD像元尺寸，提高了CCD的分辨率，缓解了由于受工艺和材料影响而很难减小CCD像元尺寸的难题，在理论上可获得比面阵CCD更高的分辨率和精度。

    因此，线阵CCD加扫描运动获取图像的方案目前仍使用广泛，尤其是在要求视场大，图像分辨率高的情况下甚至不能用面阵CCD替代。但是，仅有高的分辨率还不能保证有高的图像识别精度，特别是线阵CCD获取的图像虽然分辨率高，但由于受扫描运动精度的影响，其图像较面阵CCD图像更具特殊性。因此，图像识别时不仅要充分利用分辨率高的优势，还必须从算法上克服扫描运动的影响，使机械传动的误差不致直接影响最终的图像识别精度。

YPHFree

翔宇

AOE 发表于 2013-1-9 17:38
表示光电的都找摄像头的取经...

嗯，对头，还得找第七届电磁的取经。

AOE

表示光电的都找摄像头的取经...

liuyuliuyu1216

顶一个

星宸追风

楼主谦虚啦

liuyuliuyu1216

受教了

124694679

也好，不用用激光管那么烧钱！

hbqyzpy

翔宇

li853141431 发表于 2012-12-9 18:28
谢谢楼主。

呵呵，客气啦！