机器视觉基础：工业面阵相机和线阵相机的异同点分析

面阵相机，与大家平时使用的手机上的相机，单反相机类似，其感光芯片都是一个面。而线阵相机，其感光芯片则是一条线。

为何会有对线阵相机的需求呢？面阵相机和线阵相机的区别是什么？

面阵相机与线阵相机的区别

面阵相机：使用的是面阵CMOS芯片，拍出来的图片可直接使用。

线阵相机：使用的是线阵CMOS芯片，每次拍出来的图片，宽度方向，只有几个像素（通常是1个，2个，4个，最多可至16个），因此线阵相机拍出来的图片不能直接用，需要一行一行的拼接起来，成为一幅完整的图像。

应用对比

面阵相机：应用面较广，如面积、形状、尺寸、位置，甚至温度等的测量。

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。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。

优点对比

面阵相机：可以获取二维图像信息，测量图像直观。

线阵相机：一维像元数可以做得很多，而总像元素较面阵相机少，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。而且线阵分辨率高，价格低廉，可满足大多数测量现场要求。

缺点对比

面阵相机：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，因此其应用面较广，如面积、形状、尺寸、位置，甚至温度等的测量。由于生产技术的制约，单个面阵的面积很难达到一般工业测量现场的需求。

线阵相机：要用线阵获取二维图像，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每一扫描行的坐标。一般看来，这两方面的要求导致用线阵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。

线阵相机与面阵相机的选型

首先了解一下线扫描系统，这个系统一般可用于被测物体和相机之间有相对运动的场合，通过线扫描相机高速采集，每次采集完一条线后正好运动到下一个单位长度，继续下一条线的采集，这样一段时间下来就拼成了一张二维的图片，也就类似于面阵相机采集到的图片，不同之处是高度可以无限长。

接下来通过软件把这幅“无限长”的图片截成一定高度的图片，进行实时处理或放入缓存稍后进行处理。

视觉部分，包括线扫描相机，镜头，光源，图象采集卡和视觉软件；　　

运动控制部分，包括马达, 马达驱动器, 运动控制卡或PLC，为了保证采集的图象与输送带同步，有时还会需要编码器。　　

由于线扫描信息量大，所以需要一台高性能的工控机，配置大容量的内存和硬盘，主板要提供PCI、PCI-E或PCI-X插槽。　　

一般来说，一个面阵视觉系统的配置选型是按照这样的顺序进行的。

相机＋采集卡－>镜头－>光源　　    

线阵项目也类似，根据系统的检测精度和速度要求，确定线阵CCD相机分辨率和行扫描速度，同时确定对应的采集卡，只是需要选线阵相机镜头接口(mount)时同时考虑镜头的选型，最后确定光源的选型。