2007/08/25Lerro-eskaneatze kamerak objektu mugikorren edo jarraituen bereizmen handiko irudiak ateratzeko diseinatutako irudi-gailu espezializatuak dira. Esposizio bakarrean 2D irudi bat ateratzen duten eremu-eskaneatze kamera tradizionalen aldean, lerro-eskaneatze kamerak irudiak lerroz lerro sortzen dituzte, web ikuskapena, erdieroaleen analisia eta ontzien egiaztapena bezalako aplikazioetarako aproposak.
Kamera hauek normalean pixel ilara bakarra dute (edo batzuetan ilara anitz), eta mugitzen ari den subjektu edo eskaneatze sistema batekin konbinatuta, ia edozein luzerako objektuen 2D irudi kalitate handikoak sor ditzakete. Sentsore motaren arabera, lerro eskaneatze kamerek normalean CCD edo CMOS sentsore teknologia erabiltzen dute, askotan aurkitzen denaren antzekoa.CMOS kamerak—CMOS aukera hobetsia bihurtu da bere abiadura eta energia-eraginkortasunagatik.
Zer da lerro-eskaneatzeko kamera bat?
Lerro-eskaneatze kamerak normalean erabilera industrialerako optimizatzen dira, zientziarako baino, eta mugak izan ditzakete argi gutxiko edo zehaztasun ultra-handiko aplikazioetan. Irakurketa-zarata handiak, pixel txikiek eta, oro har, eraginkortasun kuantiko baxuak esan nahi dute kamera hauek argi-maila handiak behar dituztela SNR funtzionala emateko.
Lerro-eskaneatze kamerak bi modu nagusitan erabil daitezke:
Dimentsio bakarreko harrapaketa
Dimentsio bakarreko informazioa jaso daiteke, espektroskopia aplikazioetan adibidez. Emaitzak askotan grafiko moduan irudikatzen dira kamera softwarean, intentsitatea y ardatzean eta kamera pixela x ardatzean irudikatuta.
2 dimentsioko harrapaketa
Kamera irudikatzen ari den subjektu baten gainetik 'eskaneatu' daiteke, kamera edo irudikatzen ari den subjektua mugituz, eta bi dimentsioko irudi bat osa daiteke dimentsio bakarreko xerra jarraian harrapatuz.
Irudi mota honek eskaneatze dimentsioan irudi handiak ateratzea ahalbidetzen du. Mugimenduan dauden subjektuak lausotasunik gabe (edo obturadorearen artefakturik gabe) ateratzeko gaitasunak esan nahi du lerroko eskaneatze kamerak oso ohikoak direla industria aplikazioetan, muntaketa kateetarako, irudi handiko subjektuen ikuskapenerako eta gehiagorako.
Nola funtzionatzen du lineako eskaneatze kamera batek?
Lerro-eskaneatze kamera batek objektu mugikor batekin edo eskaneatze-mekanismo batekin koordinatuta funtzionatzen du. Objektua kameraren azpitik igarotzen den heinean, irudiaren lerro bakoitza sekuentzialki hartzen da denboran. Lerro hauek denbora errealean edo software bidez konbinatzen dira 2D irudi oso bat sortzeko.
Osagai nagusien artean daude:
● Dimentsio bakarreko sentsorea: Normalean pixel ilara bakarra.
● Mugimenduaren kontrolaGarraiatzaile edo biraketa-mekanismo batek mugimendu uniformea bermatzen du.
● ArgiztapenaArgiztapen koherentea lortzeko, askotan lerro edo koaxial argiztapena erabiltzen da.
Irudia lerroz lerro eraikitzen denez, sinkronizazioa funtsezkoa da. Objektua modu koherentean mugitzen bada edo denbora desegokia bada, irudiaren distortsioa gerta daiteke.
Lerro-eskaneatze kamerak vs. eremu-eskaneatze kamerak
| Ezaugarria | Lerro-eskaneatzeko kamera | Eremu-eskaneatzeko kamera |
| Irudi-harrapaketa | Lerro bana aldi berean | 2D fotograma osoa aldi berean |
| Erabilera aproposa | Objektu mugikorrak edo jarraituak | Eszena geldikorrak edo uneko argazkiak |
| Irudiaren tamaina | Ia mugagabeko luzera | Sentsorearen tamainak mugatuta |
| Integrazioa | Mugimenduaren eta denboraren kontrola behar du | Konfigurazio errazagoa |
| Aplikazio tipikoak | Web ikuskapena, inprimaketa, ehunak | Barra-kodeen eskanerra, robotika, irudi orokorra |
Laburbilduz, lerro-eskaneatze kamerak bikainak dira objektu azkar mugitzen diren edo oso handiak irudikatzeko. Eremu-eskaneatze kamerak egokiagoak dira helburu estatiko edo txikiak dituzten aplikazioetarako.
Lerro-eskaneatze kameren ezaugarri nagusiak
Lerro-eskaneatzeko kamera bat aukeratzerakoan, kontuan hartu honako zehaztapen hauek:
● BereizmenaLerro bakoitzeko pixel kopurua, xehetasun-mailan eragina duena.
● Lerro-abiadura (Hz)Segundoko hartutako lerro kopurua —ezinbestekoa abiadura handiko ikuskapenetarako.
● Sentsore motaCMOS (azkarra, potentzia txikikoa) vs. CCD (kasu batzuetan irudi-kalitate handiagoa).
● InterfazeaDatuak transferitzeko aukerak, hala nola GigE, Camera Link edo CoaXPress.
● Eremu dinamikoa eta sentikortasunaDistira edo islapen aldakorreko objektuak ikuskatzeko garrantzitsua.
● Kolorea vs. MonokromoaKoloretako kamerek RGB iragazkiekin hainbat errenkada erabiltzen dituzte; monokromoak sentikortasun handiagoa eskain dezake.
Lerro-eskaneatze kameren alde onak eta txarrak
Alde onak
-
Dimentsio bakarreko informazioa abiadura oso handian atzeman dezake (normalean ehunka kHz-ko lerro-abiaduran neurtuta). Tamaina arbitrarioko bi dimentsioko irudiak abiadura handian atzeman ditzake irudi-subjektu bat eskaneatzen duenean.
-
Kolore-informazioa jaso dezake bereizmena galdu gabe, gorri, berde eta urdin iragazkidun errenkada bereiziak erabiliz, edo kamera pertsonalizatuek uhin-luzera espezifikoak eskain ditzakete.
-
Argiztapena dimentsio bakarrekoa izan behar da eta, irudiaren konfigurazioaren arabera, ez du eremu lauko edo bestelako zuzenketarik behar bigarren dimentsioan (eskaneatutakoan).
Alde txarrak
-
Bi dimentsioko datuak lortzeko hardware eta software konfigurazio espezializatuak behar dira.
-
Normalean ez da egokia argi gutxiko irudietarako, QE baxua, zarata handia eta pixel tamaina txikiak dituelako, batez ere abiadura handiko eskaneatzean ohikoak diren esposizio denbora laburrekin konbinatuta.
-
Normalean ez da irudi zientifikoetarako pentsatua, beraz, linealtasuna eta irudiaren kalitatea eskasak izan daitezke.
Lerro-eskaneatze kameren aplikazio ohikoenak zientzia-arloan
Eskaneatze-lerroko kamerak oso erabiliak dira ikerketa zientifikoan eta bereizmen handiko, zehaztasun handiko eta datuen etengabeko eskurapena eskatzen duten irudi-aplikazio aurreratuetan. Erabilera tipikoen artean hauek daude:
● Mikroskopia bidezko irudiakBereizmen handiko lerro-eskaneatzeak harrapatzea gainazalaren edo zelulen analisi zehatza egiteko.
● EspektroskopiaLaginetan zehar datu espektralak grabatzea bereizmen espazial zehatzarekin.
● AstronomiaZeruko objektuen irudiak edo azkar mugitzen diren helburuen jarraipena distortsio minimoarekin.
● Materialen ZientziaMetaletan, polimeroetan edo konpositeetan gainazalen ikuskapena eta akatsak detektatzea.
● Irudi BiomedikoakEhun biologikoak eskaneatzea diagnostiko edo ikerketa helburuetarako, histologia eta patologia barne.
Aplikazio hauek eskaneatze-kameraren gaitasunaz baliatzen dira, eremu zabaletan edo konfigurazio esperimental dinamikoetan irudi oso zehatzak eta distortsiorik gabekoak sortzeko.
Lerro-eskaneatzeko kameren mugak
Eskema-diagrama: Tucsen sentikortasun handiko lerro-eskaneatzeko/TDI kamera zientifikoa
EzkerraHoztu gabeko eremuko eskaneatze kamera
ErdialdeaTDI Kamera Zientifikoa
EskuineraHoztutako Eremuaren Eskaneatze Kamera
Lerro-eskaneatze kamerek bereizmen bikaina eskaintzen duten eta irudi jarraituetarako egokiak diren arren, mugak dituzte, batez ere sentsibilitatea eta seinalearen egonkortasuna funtsezkoak diren ingurune zientifiko aurreratuetan.
Muga nagusietako bat argi gutxiko baldintzetan duten errendimendua da. Eskaneatze-lerroko kamera tradizionalek esposizio bakarrean oinarritzen dira, eta horrek ez du seinale-zarata erlazio (SNR) nahikoa ematen argi ahuleko edo argiarekiko sentikorrak diren laginak irudikatzen dituztenean, hala nola fluoreszentzia mikroskopian edo zenbait analisi biomedikotan. Gainera, objektuen mugimenduaren eta irudien eskurapenaren arteko sinkronizazio zehatza lortzea teknikoki zorrotza izan daiteke, batez ere abiadura aldakorreko edo bibrazioa duten konfigurazioetan.
Beste muga bat da oso motel mugitzen diren edo modu irregularrean argiztatutako laginen kalitate handiko irudiak ateratzeko duten gaitasun mugatua, eta horrek esposizio koherentea edo mugimendu-artefaktuak sor ditzake.
Erronka horiei aurre egiteko, TDI (Denbora Atzerapen Integrazioa) kamerak alternatiba indartsu gisa agertu dira. Objektua mugitzen den heinean esposizio anitzetan zehar seinalea metatuz, TDI kamerek sentikortasuna eta irudiaren kalitatea nabarmen hobetzen dituzte, eta horrek bereziki baliotsuak bihurtzen ditu argitasun ultra-baxuko irudiak, tarte dinamiko handia edo denbora-bereizmen zehatza behar duten arlo zientifikoetan.
Ondorioa
Lerro-eskaneatze kamerak ezinbesteko tresnak dira mugitzen ari diren edo jarraituak diren gainazalen abiadura handiko eta bereizmen handiko irudiak behar dituzten industrietan. Haien eskaneatze-metodo bereziak abantaila nabarmenak eskaintzen ditu eremu-eskaneatze kamerekin alderatuta egoera egokietan, batez ere web-ikuskapena, erdieroaleen irudiak eta ontziratze automatizatua bezalako aplikazioetarako.
Lerro-eskaneatze kamerak batez ere industria-inguruneetan erabiltzen diren arren, sentikortasun handia edo argi gutxiko errendimendua behar duten erabiltzaileek onura izan dezakete aztertzea.kamera zientifikoakzehaztasun handiko irudi-aplikazioetarako diseinatua.
Lerro-eskaneatze kamerek nola funtzionatzen duten eta bat aukeratzerakoan zer bilatu behar den ulertzeak ikuskapen-sistema adimentsuagoak eta fidagarriagoak diseinatzen lagunduko dizu.
Maiz egiten diren galderak
Nola hartzen ditu lerro-eskaneatze kamera batek koloretako irudiak?
Kolore-lerroen eskaneatze-kamerek normalean hiru lineako sentsoreak erabiltzen dituzte, eta hauek pixelen hiru lerro paralelo dituzte, bakoitza iragazki gorri, berde edo urdin batekin. Objektua sentsorearen ondotik igarotzen den heinean, kolore-lerro bakoitzak bere kanala sekuentzialki hartzen du. Ondoren, hauek konbinatzen dira kolore osoko irudi bat osatzeko. Sinkronizazio zehatza ezinbestekoa da koloreen deslerrokatzea saihesteko, batez ere abiadura handietan.
Nola aukeratu lerro-eskaneatzeko kamera egokia
Kamera egokia aukeratzea zure aplikazioaren eskakizunen araberakoa da. Hona hemen kontuan hartu beharreko faktore gako batzuk:
● Abiadura-eskakizunakZehaztu zure lerro-abiaduraren beharrak objektuaren abiaduran oinarrituta.
● Ebazpen beharrakEgokitu bereizmena zure ikuskapen-tolerantzien arabera.
● Argiztapena eta IngurumenaKontuan hartu argiztapen berezia gainazal islatzaile edo ilunetarako.
● Sentsore motaCMOS sistema nagusi bihurtu da bere abiadura eta eraginkortasunagatik, eta CCDak, berriz, sistema zaharretarako eta zehaztasun kritikoetarako erabiltzen jarraitzen dute.
● KonexioaZiurtatu zure sistemak kameraren interfazea onartzen duela (adibidez, CoaXPress datu-tasa handietarako).
● AurrekontuaOrekatu errendimendua sistemaren kostuarekin, argiztapena, optika eta fotograma-harrapatzaileak barne.
Zalantzarik izanez gero, kontsultatu ikusmen artifizialaren aditu edo saltzaile batekin zure sistemaren diseinuarekin eta aplikazioaren helburuekin bateragarritasuna ziurtatzeko.
Zenbat lerro ditu eskaneatze-kamera monokromo batek?
Eskaneatze-lerro monokromo estandar batek pixel-lerro bat izaten du normalean, baina modelo batzuek bi lerro paralelo edo gehiago dituzte. Lerro anitzeko sentsore hauek erabil daitezke irudiaren kalitatea hobetzeko, esposizio anitzen batez bestekoa kalkulatuz, sentikortasuna hobetuz edo argiztapen-angelu desberdinak atzemateaz.
Lerro bakarreko kamerak nahikoak diren arren abiadura handiko ikuskapen gehienetarako, lerro bikoitzeko eta lauko bertsioek errendimendu hobea eskaintzen dute ingurune zorrotzetan, batez ere zarata gutxi edo tarte dinamiko handia behar den lekuetan.
Argi mugatuko irudi-aplikazioetan lerro-eskaneatzeko teknologiari buruz gehiago jakiteko, jo ezazu gure artikulua:
Argi mugatuko eskurapena bizkortzea Line Scan TDI Irudiekin
Zergatik ari den TDI teknologiak industria-irudien arloan indarra hartzen
Tucsen Photonics Co., Ltd. Eskubide guztiak erreserbatuta. Aipatzen duzunean, aipatu iturria:www.tucsen.com
