线阵相机与面阵相机的区别

线阵相机与面阵相机的区别
线阵相机：
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，线阵相机是一类特殊的视觉机器。

与面阵相机相比，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，在第二种情况下（需要极大的视野或极高的精度），就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，用线阵型相机，必须用可以支持线阵型相机的采集卡。

线阵型相机价格贵，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。

慢功出细活嘛
由于以上这两个原因，线阵相机只用在极特殊的情况下。

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。

百万像素相机的像素矩阵为W*H=1000*1000.
相机分辨率指一个像素表示实际物体的大小，用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，他的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。

从CCD芯片结构上分析：
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。

线阵CCD: 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。

面阵CCD: 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。

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。

像元尺寸是指相机成像元素-像素的尺寸。

相机成像的尺寸是相机感光材料的尺寸。

相
机成像的尺寸是定值（或两、三个定值），是不可变的。