线扫描成像：发展、应用与未来收藏

在本次采访中，AZoSensors与Teledyne公司的Xing Fei He就线扫描成像及其优势、发展和未来进行了交流。什么是线扫描成像，如何创建线扫描图像？

线扫描相机采用一维线性阵列，快速将图像数据从传感器传输到相机，然后再传输到主机，传输速度可达数百千赫兹第二个维度来自于被成像物体或摄像机的运动线扫描成像设备在现实中的运用？最常见的运用是传真机设备工作原理。

二维图像是在物体或相机（垂直）移动经过图像传感器中的像素线时，通过连续的单线扫描逐行获取在某确定视野内，一台2k线扫描相机可以提供与400万像素区域扫描相机（面扫描相机）完全相同的分辨率，且不会出现图像斑点或帧重叠的冗余处理。

线扫描成像经过十年发展后的现状如今的线扫描相机可以捕捉、合并多个图像，从而在弱光环境下提高分辨率。各项新兴技术还实现了可见光和非可见光波段的整合，从而增强了视觉效果。

现在时间延时积分（TDI）技术已经成熟，是在光照不足条件下进行高速成像的常用手段TDI使用多次曝光来收集更多光子，同时保持较低的读出噪声如今，时间延时积分技术运用越来越广泛，尤其是在无法提高成像物体光强情况下的使用。

接触式图像传感器（CIS）技术已经存在了一段时间，但该领域的发展可进一步完善推动行扫描技术CIS的特点是高度集成、结构紧凑，在空间有限的情况下优势明显CIS的工作距离最低仅需10至15毫米Teledyne DALSA与这些设备的历史渊源。

我们最新的Linea2 4K多光谱5GigE线扫描相机可捕捉高分辨率RGB加近红外（NIR）多光谱图像，发现仅靠可见光无法检测到的隐藏特征因此非常适合识别（用于）自动光学检测、印刷检查、光学分拣系统、物料分级与检验、纸病检测及其他众多机器视觉应用中不易发现的缺陷、污染物和安全特性。

Linea SWIR可检测短波红外光谱中的光线，从在检测水果和其他食品时可识别表面以下的细节该技术还能测定含水量，这是衡量食品质量的一个重要因素Linea SWIR还可用于太阳能电池检测我们的Linea HS-16K BSI采用多阵列电荷域CMOS TDI技术，具有单色/HDR、彩色、多视场和超分辨率成像等先进功能，适用于晶片、平板显示器和电子封装检测以及光致发光和生命科学成像应用。

AxCIS接触式图像传感器集传感器、镜头和照明于一体，检测成本低，可运用于要求较高的机器视觉应用中。

AxCIS可实现120 kHz的单色行频和60 kHz x 3的彩色行频，分比率达到900 dpi，因此可以精确检测出缺陷其独特的交错式传感器设计可覆盖整个视野，不会造成像素丢失，实现100%的无缝图像，无需插值。

在Teledyne DALSA的Linea系列中，有哪些线扫描设备？我们的Linea线扫描产品包括：Linea是我们独创的线扫描相机，分辨率从2K到16K，线速率高达71kHz；Linea2采用四线彩色加近红外多光谱技术，搭载5GigE接口，带宽是Linea GigE相机的五倍；Linea Lite体积小，相较普通版Linea缩小了45%。

Lite版色彩保真度更高，搭载GigE Vision®接口；Linea ML具有多线技术，包括单色/HDR、彩色和多光谱成像；Linea SWIR为短波红外GigE线扫描相机，为您带来前所未有的全新观察视角；Linea HS 16K BSI具有更高的灵敏度，是近紫外（NUV）和可见光成像应用的理想之选。

如何选择Teledyne DALSA产品？选择行扫描相机时需要考虑的三个最重要的因素是灵敏度、分辨率和行频关于灵敏度，我们会问“相机是否获得了足够的光子来执行机器视觉任务？”由于存在太多变量，通常很难仅凭组件规格来回答这个问题。

在实际情况中，我们会估算出所需的光照强度，指定比估算值更高的光照强度，然后通过测试来验证是否达到了所需的灵敏度必须指定视野（FOV）和最小缺陷尺寸，以确定摄像机的分辨率相机至少有3、4个像素“覆盖”最小缺陷尺寸才能达到理想分辨率。

行频则由视场野、物体速度和物体像素大小决定例如，如果视野为12英寸，部件速度为每秒60英寸，假设使用的是8K（8192传感器像素）像机，则（视野中的物体像素大小）=视野/（像机分辨率）= 12/8192 = 0.001465”视野中的物体像素大小所需行频：60”/0.001465” = 40.956 kHz。

线扫描图像设备有哪些优势？速度快；价格/像素-线扫描以最低成本实现高空间分辨率图像捕捉；动态范围远高于其他图像采集方法；像素填充系数高（通常为100%），可最大限度地提高灵敏度；快速移动物体的无污点图像，无需频闪或复杂的快门装置，成本更低；处理效率——线扫描成像无需帧重叠便可实现无缝图像衔接。

帧重叠是冗余数据，会占用宝贵的处理带宽，尤其是在高速、高分辨率应用该技术存在哪些问题？线扫描成像中通常需要考虑照明和光学元件需保持整个视野内光线均匀线扫描成像的积分时间通常很短，因此需要有足够强的照明高倍率成像时的机械运动和校准也是需要考虑的问题之一。

Teledyne DALSA是如何解决这些问题的？我们几乎所有的相机都有机内平场和镜头阴影校正功能，可以弥补均匀度差的问题我们的高灵敏度TDI线扫描产品比大多数同类线扫描产品的灵敏度高出100倍，可解决照明强度问题。

Teledyne DALSA目前着手于如何进一步提升线扫描技术？我们意识到在许多行业中，对高速和高分辨率线扫描相机有着越来越多的需求，包括汽车、制造、食品和饮料行业此外，因CMOS相机外形小巧、性能佳、功耗低的特点备受欢迎。

CMOS相机在耗电量大或空间有限的工作环境中需求量越来越大

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