选择科学级相机类型的因素有哪些？

显示全部楼层 · 2021-1-9 04:52:42

经过几年来的快速发展，科学级相机作为自动化、智能化机器视觉成像技术中的核心组件已经在科学领域中有着非常广泛的应用。不管是构建机器视觉系统，还是单独的成像应用，科学级相机的成像能力都直接影响着最后的图像质量水平，从而决定着应用能否成功。因此，在应用过程中，对科学级相机的选择就是至关重要的了，那么，哪些因素决定用户选择科学级相机的类型呢？什么类型的科学级相机才能最能满足用户的需求呢？
　　因素一：高帧速率
　　根据转移和读出的结构方式不同，如今常见的科学级相机主要有全帧转移型和行间转移型两种。全帧转移型相机相较有着更多的表面面积可收集光子，有着更高的灵敏度；行间转移型相机则拥有一个内置的电子快门，支持更短的曝光时间（例如100μs）以及比全帧转移型相机更高的帧速率。
　　因素二：大传感器尺寸
　　尺寸较大的图像传感器能在较短时间内收集到较多的光线，反应更加灵敏，很少或没有高光溢出。而对于科学级相机来说，更小的光线溢出与更大的容量集于一身就意味着其拥有更宽广的动态范围，能够获取相对更精细的色彩渐变，特别是在高亮区域。同时，由于大尺寸传感器会捕捉到更多的光线，因此在全部图像信息中信号承载的数据要远远多于噪声，这样就会得到更好的信噪比，尤其对于暗光照片中的精细色彩渐变格外有效。例如QSI相机就拥有KAF-3200全帧幅传感器，6.8μm像素尺寸，采用了55000èˉ全阱容量,动态范围78dB，具有宽动态范围、低噪声、高帧速率等性能优势。
　　因素三：图像颜色
　　数字传感器本质上是单色设备，是使用了过滤器才创建出了彩色图像。最常见的彩色过滤器阵列，被称为“拜耳阵列，通常科学级相机的一半覆盖有绿色滤色器，四分之一覆盖有红色过滤器，而另四分之一则覆盖有蓝色过滤器。当然，还有一种创建彩色图像的方式就是使用单色传感器与光学系统和传感器之间的分色滤色器分别拍摄图像，然后再组合成一幅彩色图像，这一方式相比之下可以在更短的时间内获得更高色彩分辨率、更高质量的图像。大多数QSI相机都具有内部彩色滤光轮，很容易获得独立的彩色图像，隔行转移传感器不需要机械快门，触发延迟可低至10微秒，可以非常迅速的触发曝光。
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