工业检测中黑白相机为什么比彩色工业相机更受青睐

小白学视觉

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2022-06-17 19:13

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 相机是机器视觉解决方案系统的核心部件,广泛应用于各个领域,尤其是用于生产监控、测量任务和质量控制等。工业数字相机通常比常规的标准数字相机更加坚固耐用。这是因为它们必须能够应对各种复杂多变的外部影响,如应用于高温、高湿、粉尘等恶劣环境。工业相机的分类形式有很多,下文将详细介绍几种常用类型的工业相机。

  面阵相机与线阵相机的区别在于前者是以面为单位进行图像采集,可以直接获得完整的二维图像信息,后者的以“线”为单位,虽然也是二维图形,但长度较长,而宽度却只有几个像素。这是因为线阵相机的传感器只有一行感光元素。虽然面阵相机的像元总数较多,但分布到每一行的像素单元却少于线阵相机,因此面阵相机的分辨率和扫描频率一般低于线阵相机。


  由于线阵相机的感光元素呈现“线”状,采集到的图像信息也是线状,为了采集完整的图像信息,往往需要配合扫描运动。如采集匀速直线运动金属、纤维等材料的图像。线阵图像传感器以CCD为主,市场上曾经也出现过一些线阵CMOS图像传感器,但是,线阵CCD仍是主流。目前,陷阵CCD加扫描运动获取图像的方案应用广泛,尤其在要求视场范围大、图像分辨率高的情况下。面阵相机可以用于面积、形状、位置测量或表面质量检测等,直接获取二维图形能一定程度上减少图像处理算法的复杂度。在实际的工程应用当中,需要根据工程需求选择。

  黑白相机和彩色相机很容易理解,输出图像是黑白的就是黑白相机,彩色的就是彩色相机。先来看简单的黑白相机,当光线照射到感光芯片时,光子信号会转换成电子信号。由于光子的数目与电子的数目成比例,主要统计出电子数目就能形成反应光线强弱的黑白图像。经过相机内部的微处理器处理,输出就是一幅数字图像。在黑白相机中,光的颜色信息是没有被保留的。


  实际上CCD是无法区分颜色的,只能感受到信号的强弱。在这种情况下为了采集彩色图像,理论上可以使用分光棱镜将光线分成光学三原色(RGB),接着使用三个CCD去分别感知强弱,最好在综合到一起。这种方案理论上可行,但是采用3个CCD加分光棱镜使得成本骤增。最好的办法是仅使用一个CCD也能输出各种彩色分量。但彩色图像的细节处会出现伪彩色,导致精度降低。在工业应用中如果我们要处理的是与图像颜色有关,那么我们需要采用彩色相机;如果不是,那么最好选用黑白相机,因为在同样分辨率下,黑白相机的精度高于彩色相机。

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