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线阵CCD线阵CCD
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编辑：李利平
线阵ccd和面阵ccd如扫描仪或很多仪器设备大多用线阵CCD线阵CCD的价格要低一些,但往往在一条线上的相素要多一些,所以从某种角度上讲线阵CCD扫描的精度可能比面阵还高。为什么用led光源为线阵ccd图像传感器测量电路的照明光源时,...因为CCD只有一行像素,输出一帧图像就是一行像素,如果环境光在输出一行像素的时间内突然变化,会导致一行像素中,个别像素点灰度高,个别像素点灰度低,影响实际的检测结果...线阵CCD的尺寸,面阵CCD靶面尺寸1/3〃、1/2〃和2/3〃...说到CCD的尺寸,其实是说感光器件的面积大小,这里就包括了CCD和CMOS。感光器件的面积大小,CCD/CMOS面积越大,捕获的光子越多,感光性能越好,信噪比越低。CC...线阵CCD线阵CCD(图1)线阵CCD线阵CCD(图2)线阵CCD线阵CCD(图3)线阵CCD线阵CCD(图4)线阵CCD线阵CCD(图5)线阵CCD线阵CCD(图6)
CCD(Charge Coupled Device)，电荷耦合器件，是20世纪70年代初发展起来的新型半导体集成光电器件。
CCD器件按其感光单元的排列方式分为线阵CCD和面阵CCD两类。
Charge Coupled Device
20世纪70年代
线阵，面阵
3 线面比较
4 线阵特点
5 线阵应用
线阵CCD线阵CCD]编辑
结构简单，成本较低。可以同时储存一行电视信号.由于其单排感光单元的数目可以做得很多，在同等测量精度的前提下，其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，能够实现动态测量，并能在低照度下工作，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。
线阵CCD面阵CCD]编辑
可以同时接受一幅完整的光像.面阵CCD有行间转移（IT）型、帧间转移（FT）型和行帧间转移（FIT）型三种。
线阵CCD线面比较]编辑
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。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。
即使如此，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。
线阵CCD线阵特点]编辑
由于CCD像元是有间隔的，不论面阵还是线阵CCD获取的图像外观虽然是致密的，但实质上都是离散图像，但面阵CCD像元在纵横两个方向间隔一致，其图像的离散度是一致的，而线阵CCD图像由于存在像元间距和扫描行距，像素点在两个坐标方向上的距离分别是像元间距和扫描行距，一般来说扫描行距受机械传动部分的限制，远大于像元间距。
线阵CCD获取二维图像，必须配以扫描运动，在此过程中，线阵CCD在电机驱动下水平前移，按照固定的时间间隔采集一行图像。从理论上讲，电机运动速度应该是匀速的；CCD采集图像的时间间隔主要取决于光积分时间，也应该是相等的，因此行距应该是相等的，但由于电机运动产生的振动、启停过程中速度的变化，特别是机械传部分的误差都会影响采集行距的一致性，同时，线阵CCD 自身光积分时间也会影响采集行距。
线阵CCD线阵应用]编辑
1. 高性能文件扫描；
2. 工业检测；
3. 色选机（粮食）；
4. 光学字符识别；
5. 光谱学；
6. 条码扫描。
CCD从功能上可分为线阵CCD和面阵CCD两大类这个从字面上就能理解。线阵CCD就是CCD像元列成一条或者几条线封装在一起。面阵的就是一个平面,可能理解成把N个线阵CCD的像元纵向排列然后封装就形成一个面阵C...线性CCD和线阵CCD有什么区别,两者是一个概念吗是一个概念的。正确的叫法是:线阵CCD,与面阵CCD相对应。线阵CCD只有一行或者三行(R,G,B)像素。线阵CCD与线扫描CCD有什么区别?两者是同一个概念吗?最好...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CC...更多精彩 >>>线阵CCD相机与面阵相机的区别 - CSDN博客
线阵CCD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=。
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。
既然像素的多少不决定图像的分辨率（清晰度），那么大像素工业相机有何好处呢？答案只有一个：减少拍摄次数，提高测试速度。
1个是1百万像素，另1个是3百万像素，清晰度相同（分辨率均为20um）,第1个相机的FOV是20mm×20mm＝400平方mm，第二个相机的FOV是1200平方mm,拍摄同一个PCB，假设第1个相机要拍摄30个图像，第2个相机则只需拍摄10个图像就可以了。
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5000，像元尺寸为7μm×7μm×7μm(相邻像元中心距)该线阵CCD一维成像长度35mm，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。
三、线阵CCD优势
即使如此，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。
线阵CCD图像的特点
由于CCD像元是有间隔的，不论面阵还是线阵CCD获取的图像外观虽然是致密的，但实质上都是离散图像，但面阵CCD像元在纵横两个方向间隔一致，其图像的离散度是一致的，而线阵CCD图像由于存在像元间距和扫描行距，像素点在两个坐标方向上的距离分别是像元间距和扫描行距，一般来说扫描行距受机械传动部分的限制，远大于像元间距。
线阵获取二维图像，必须配以扫描运动，在此过程中，线阵在电机驱动下水平前移，按照固定的时间间隔采集一行图像。从理论上讲，电机运动速度应该是匀速的；采集图像的时间间隔主要取决于光积分时间，也应该是相等的，因此行距应该是相等的，但由于电机运动产生的振动、启停过程中速度的变化，特别是机械传部分的误差都会影响采集行距的一致性，同时，线阵自身光积分时间也会影响采集行距。
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发表于： 14:50:01
&&& 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。
&&& 据在资深技术员张涛介绍，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。
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