面阵CCD相机与线阵CCD相机的区别
关于CCD、COMS,数字摄像头

LCD液晶显示器和传统的CRT显示器,分辨率都是重要的参数之一。由于其成像原理不同,传统CRT显示器所支持的分辨率较有弹性,而LCD的像素间距已经固定,所以支持的显示模式不像CRT那么多。LCD的最佳分辨率,也叫最大分辨率,在该分辨率下,液晶显示器才能显现最佳影像(所以最好把你的LCD显示器放心的调整到最大的分辨率显示吧)。
以分辨率为1024×768的屏幕来说,即每一条水平线上包含有1024个像素点,共有768条线,即扫描列数为1024列,行数为768行。分辨率不仅与显示尺寸有关,还受显像管点距、视频带宽等因素的影响。其中,它和刷新频率的关系比较密切,严格地说,只有当刷新频率为“无闪烁刷新频率”,显示器能达到最高多少分辨率,才能称这个显示器的最高分辨率为多少。
3、数字摄像头和模拟摄像头
这两个摄像头的区别困扰我很久,因为我总是把这两种摄像头的区别归因于所选的感光元件的差异,其实是大错特错。
区别1:输出。其实不管你选择CCD还是CMOS,只要你输出的信号是数字的,就称为数字摄像头;输出的是标准模拟信号的,就是模拟摄像头,或多称为模拟摄像机。
区别2:接口。数字摄像头有USB接口(聊天用的),1394火线(高分辨率),千兆网接口(网络摄像头);模拟摄像头(机)多采用AV视频端子(信号线+地线)或S-VIDEO端子(俗称莲花头),输出标准电视信号(PAL或NTSC)。
区别3:分辨率。这个区别是很显著的。模拟摄像头的感光器件,其象素指标一般都维持在752(H)×582(V)左右这个水平,像素数也就是41W左右。数字摄像头的分辨率(这里说分辨率指的都是感光器件而不是采集到的图像的)有市面上常看到的百万级的像素数。但这并不能说数字摄像头的成像分辨率就比模拟摄像头的高,原因在于模拟摄像头输出的是模拟视频信号,它输出的模拟信号直接输入至电视或监视器,其感光器件的分辨率与电视信号的扫描线数呈一定的换算关系,图象的显示介质已经确定,因此模拟摄像机没有必要采用高分辨率的感光器件,换句话说,模拟摄像头的感光器件分辨率不是不能做高,而是没必要做高。
线阵ccd的工作原理

线阵CCD的工作原理是:在曝光过程中,光子被转换为电荷并存储在感光元件中;在读出过程中,电荷被传递到邻近的单元电荷耦合器,并通过模拟转换器转换为电压信号。
线阵CCD由许多单元电荷耦合器(Charge Coupling Gate)和电荷传递门(TransferGate)组成。
每个单元电荷耦合器都包含一个感光元件和一个存储电容器,在这种排列下,形成了一个传输信号的通道。
线阵CCD的工作分为曝光和读出两个阶段。
在曝光过程中,CCD暴露在光线下,光线通过光透过层进入CCD 感光元件中。
每个感光元件都是由一个PN结和一个电荷存储结构组成。
当光线照射在PN结上时,光子将引起PN结内部的电子与空穴对的产生。
由于PN结的性质,电子将被吸收并储存在感光元件中。
因此,光子的能量被转换为电荷。
接下来是读出过程。
在读出过程中,各个感光元件存储的电荷逐个传递到邻近的单元电荷耦合器中。
这个过程主要通过电荷传递门来实现。
线阵CCD通常采用逐行读出的方式。
最后通过模拟转换器将电荷转换为电压信号。
DMC航摄仪

精心整理DMC 数字航摄仪数字成图相机(Digital Mapping Camera,简称DMC)系统是一个专门用于光谱摄影的高分辨率和高精度数字摄影系统,它的设计思想基于取代传统的胶片式摄影相机,DMC 技术上突破的标志在于从完成小比例尺摄影项目到能够完成高精度、高分辨率的大比例尺航摄工程项目。
DMC基于面阵CCD的设计,保证了类似胶片一样严格的几何精度,即使在GPS[]信号完全失去,运行器不稳定和光照条件较差的情况下仍然具有获得高质量图像的可能性。
它还具有电子FMC(自动像缘补偿)和每像素12比特分辩率,获得的影像具有比扫描摄影胶片获得的影像具有更好的品质。
面阵CCD与线阵CCD传感器的比较Z/I公司研制DMC的目标是取代传统的胶片式光学摄影相机,为了达到胶片分辩率的水平,DMC系统必须同时适合大比例尺和小比例尺摄影要求。
这一新的相机系统用较长的曝光时间来适应各种不同照相条件。
要达到一个新的水平以上要求,Z/I公司决定采用面阵CCD技术,以满足苛刻的要求。
电子FMC在大比例尺摄影情况下是绝对需要的,在低空保持飞机高速飞行,沿着飞行方向进行大面积摄影时,采用FMC技术可以获得清晰的目标图像。
由于采用面阵CCD 技术,图像数据在X和Y方向具有严格的几何关系,因此减少复杂性,提高了工作效率。
这些要求对于线阵CCD不能得到满足,而线阵CCD相机适合于地面作业分辨率低的项目,比如卫星遥感影像系统。
DMC输出图像是一个标准的中心投影的图像。
因此,该系统的数据产品能被当今流行的摄影处理软件所接受,可以方便地进行人工或自动处理,选用惯导(IMU)系统,可以满足更高的要求。
灵活的机上系统要使相机在汽车运行中平稳工作,DMC与传统的相机RMK-TOP和RC30一样,都安置在带有陀螺自稳装置的坐架上,在大多数情况下,不需要改动在飞机仓内地板的相机安装孔。
DMC系统包括运行管理系统(ASMS),它也能用来管理传统胶片摄影相机,给操作者使用胶片相机时更换数字相机带来方便。
线阵ccd工作原理

线阵ccd工作原理
线阵CCD(Charge-Coupled Device)是一种光电传感器,常用于图像采集和视频摄像等应用。
其工作原理如下:
1. 光电转换: 当光线照射到CCD感光区时,光子撞击感光区,产生电子-空穴对(电子和空穴是电子能带理论中的概念)。
光子的能量决定了产生的电-空对的数量。
2. 电荷传输: 感光区的电荷由电场引导下开始在感光区内传输,传输的方式是通过控制电位的改变,将电荷逐个传递到相邻的像素单元。
3. 电荷积分: 电荷在途中逐渐积累,并在像素单元中转化为电
压信号。
一个像素单元对应感光区的一个区域,可以测量光照的强度。
4. 信号放大: 放大器将转换后的电压信号放大,以增强信号倾
向于于噪声。
5. 数字化: 将放大后的电压信号转换为数字信号,这一步通常
通过模数转换器(ADC)完成。
转换后的数字信号可以被传输、存储和处理。
6. 数据处理: 数字信号可以被计算机或其他设备进一步处理,
如图像增强、分析等。
总结起来,线阵CCD工作原理包括光电转换、电荷传输、电
荷积分、信号放大、数字化和数据处理。
通过这些步骤,线阵CCD能够将光信号转换为数字图像。
【机器视觉】面阵CCD相机与线阵CCD相机的区别

【机器视觉】面阵CCD相机与线阵CCD相机的区别随着技术的逐步成熟,越来越多的行业已经利用这一技术应用来为企业生产更好的服务,产品外观质量检测就是其中一项。
产品表面残破检测系统是由多只线扫描CCD相机,按生产线的速度同步举行图像摄取,将摄取到的图像转化为数字信号传送给图像处理系统;图像处理系统再按照所得信息与表面无残破的产品模板举行匹配,进而按照匹配结果来识别图像的内容或控制现场的设备动作,匹配胜利则通过检测,匹配不胜利发出信号举行相应操作。
据在资深技术员张涛介绍,他目前在维视数字图像技术有限公司从事的就是CCD相机的开发工作,CCD相机分为线扫描CCD相机和面扫描CCD 相机。
他介绍说,线阵CCD相机具有敏捷度高,动态范围大,性价比高等特点。
因为其结构容易,成本较低,并且可以同时储存一行电视信号,加上它可以做无数单排感光单元,在同等测量精度的前提下,线阵CCD 相机的测量范围可以做的较大,并且因为线阵CCD实时传输光电变换信号和自扫描速度快、频率响应高,可以实现动态测量,并能在低照明度下工作,所以线阵CCD广泛地应用在产品尺寸测量和分类、非接触尺寸测量、条形码等许多领域。
面扫描CCD电荷包的转移状况与线阵CCD的器件类似,只是它的形式较多。
结构容易,则摄象质量不好,反之摄象质量好的,驱动就会变得复杂。
再加上生产技术的制约,单个面阵CCD的面积很难达到普通工业测量对视场的需求。
新近市场上研制出了一种线阵CCD亚像元的拼接技术,该技术可提高CCD的辨别率,缓解了因为受工艺和材料影响而很难减小CCD像元尺寸的难题,在理论上可获得比面阵CCD相机更高的辨别率和精度。
所以线阵CCD被广泛应用。
工业相机根据结构分为面阵CCD相机与线阵CCD相机。
面阵CCD的优点是可以猎取二维图像信息,测量图像直观。
缺点是像元总数多,而每行的像元数普通较线阵少,帧幅率受到限制,因此其第1页共3页。
线阵相机工作原理

线阵相机工作原理
线阵相机是一种基于CMOS或CCD传感器的成像设备。
它工
作的原理类似于电子扫描式相机,但相机的传感器是一条条排列的单个像素,而不是整个传感器面积。
工作原理如下:
1. 光感受:当外界光线进入相机镜头时,它们通过光学系统被聚焦到传感器上。
光线的强弱和颜色会影响传感器上各个像素的电荷积累。
2. 电荷积累:当光线被传感器上的像素所接收时,每个像素内的光感受器会将光转化为电荷并储存起来。
这些电荷的数量取决于光线的强度。
3. 电荷移动:完成电荷积累后,线阵相机的传感器会逐行读取每个像素存储的电荷,并将其移动到感光发射器上。
4. 电荷转换:感光发射器会将电荷转换为数字信号,通过模数转换器(ADC)进行转换,并以数字形式输出。
5. 图像重建:得到的数字信号可以经过图像处理算法进行处理、去噪和修复等操作,最终形成图像。
线阵相机的工作原理基于扫描,因此其逐行进行图像采集的方式使得其适用于对运动物体的成像。
这种相机常用于工业应用领域,如制造业中的质量检测、自动化生产线上的物体定位等。
面阵与线阵数字航空摄影机的区别

面阵与线阵数字航空摄影机的区别【摘要】目前,数字航空摄影机已经取代胶片航空摄影机成为获取航空影像数据的主要传感器,当前国际主流的数字航空摄影机分为面阵和线阵两种。
文中着重阐述从面阵与线阵数字航空摄影机的成像方式、影像特征等方面分析两者的不同之处。
【关键词】数字航空摄影机;线阵相机;面阵相机1 引言全国数字城市和城市地理信息系统的快步推进,作为获取基础地理信息数据主要手段的航空摄影测量应用前景广泛,但是传统胶片式摄影测量生产周期较长,生产效率较低,无法满足当前对基础地理信息数据的大量需求。
源于CCD 或CMOS等感光元件技术的成熟,出现了替代传统胶片成像的数字成像传感器,避免了胶片冲洗、晒印等多道工序,提高了获取数字影像的效率,降低了生产成本,数字航空摄影机已经取代光学航空摄影机成为获取航空影像数据的主要传感器。
根据CCD在成像平面上的分布不同,数字相机可以分为面阵CCD相机和线阵CCD相机。
由于线阵CCD相机与面阵相机在构造上存在着差异,文中就两者在成像方式、影像特征、像片定向方法等方面上存在的不同进行阐述分析2 成像方式为了立体测图和航线间接边的需要,相邻像片之间和相邻航带之间要有一定的重叠度。
面阵相机采用面成像方式,在航摄时按照计划间隔一定的时间开启相机快门,保证拍摄的相邻影像之间有重叠,如图2.1(a)所示。
三线阵相机采用推扫式成像原理,对于每一条线阵CCD而言,垂直于航线方向上依靠线阵CCD 的扫描瞬间成像,然后通过飞行载体的运动就可以形成二维的连续影像。
通过在焦平面的三个位置上布设三条线阵CCD,使得航摄飞机在一条飞行航线上几乎在同一时间获取同一地区的三条重叠影像带(前视影像、中视影像和后视影像),三条影像带之间具有几乎100%的航向重叠度,如图2.1(b)所示。
3 影像特征由于面阵相机和三线阵CCD相机成像方式的巨大差异,也就带来了两者影像特征方面的差异。
在面阵相机所获取的影像上,整幅影像的构像几何关系都遵从中心投影,像片上的任一像点都具有相同的投影中心,每一幅影像上仅有一个投影中心和一组外方位元素,如图3.1(a)所示。
CCD知识简介

对应的方法:
水桶 把桶做大 减少测量时间 把满的水桶到出一些 做个导流管 CCD芯片 增大单位像素尺寸 缩短曝光时间 间歇开关时钟电压 溢出沟道和溢出门 对于暗的部分曝光不足 降低速度 制作复杂,且还有缺陷 缺点
CCD芯片的工作方式:
A B C D 光电转换 电荷储存 电荷转移 转化为电压量
CCD与CMOS比较
CCD 电路更改 速度 噪声 灵敏度 功耗 成本 方便 慢 好 好 毫安级 高 CMOS 固定 快 差 差 微安级 低
从以上的对比可以看出:CCD在图像的质量上更有 优势。而常见的高速相机则会采用CMOS芯片。
PC
图像
由于 光电转换设备 和 放大设备 都是针对 微观的电荷进行量化操作。就需要一个精密 的器件来完成这两个过程。 我们常用的是
CCD
和
CMOS
CCD与CMOS的光电转换示意图 CCD 电路放大 电子 电压
光电转换 光子
A/D 数字信号
CMOS芯片可以在像素上同时完成这两个步骤 由上面两图可看出:CMOS和CCD最大的区别是 CMOS的 电荷到电压转换过程是在每个像素上完成的
我们的展位 1C08 ,1C16 欢迎大家参观
谢谢!
• 由此可见,增大像素尺寸是最简单有效的做法。
C 电荷转移
当一个CCD芯片感光完毕 后。每个像素所转换的电 荷包,就按照一行的方向 转移出CCD感光区域。为 下一次感光释放空间。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
面阵CCD相机与线阵CCD相机的区别
随着机器视觉技术的逐步成熟,越来越多的行业已经利用这一技术应用来为企业生产更
好的服务,产品外观质量检测就是其中一项。
产品表面残缺检测系统是由多只线扫描CCD相机,按生产线的速度同步进行图像摄取,将摄取到的图像转化为数字信号传送给图像处理系统;图像处理系统再根据所得信息与表面无残缺的产品模板进行匹配,进而根据匹配结果来识别图像的内容或控制现场的设备动作,匹配成功则通过检测,匹配不成功发出信号进行相应操作。
据在资深技术员张涛介绍,他目前在维视数字图像技术有限公司从事的就是CCD相机
的开发工作,CCD相机分为线扫描CCD相机和面扫描CCD相机。
他介绍说,线阵CCD相机具有灵敏度高,动态范围大,性价比高等特点。
由于其结构简单,成本较低,并且可以同时储存一行电视信号,加上它可以做很多单排感光单元,在同等测量精度的前提下,线阵CCD相机的测量范围可以做的较大,并且由于线阵CCD实时传输光电变换信号和自扫描速
度快、频率响应高,可以实现动态测量,并能在低照明度下工作,所以线阵CCD广泛地应
用在产品尺寸测量和分类、非接触尺寸测量、条形码等许多领域。
面扫描CCD电荷包的转移情况与线阵CCD的器件类似,只是它的形式较多。
结构简单,则摄象质量不好,反之摄象质量好的,驱动电路就会变得复杂。
再加上生产技术的制约,单个面阵CCD的面积很难达到一般工业测量对视场的需求。
新近市场上研制出了一种线阵CCD 亚像元的拼接技术,该技术可提高CCD的分辨率,缓解了由于受工艺和材料影响而很难减小CCD像元尺寸的难题,在理论上可获得比面阵CCD相机更高的分辨率和精度。
所以线阵CCD被广泛应用。
工业相机按照传感器结构分为面阵CCD相机与线阵CCD相机。
面阵CCD的优点是可以获取二维图像信息,测量图像直观。
缺点是像元总数多,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CCD的面积很难达到一般工业测
量对视场的需求。
而线阵CCD的优点是一维像元数可以做得很多,而总像元数角较面阵CCD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CCD 分辨力高,价格低廉,可满足大多数测量视场的要求,但要用线阵CCD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CCD每一扫描行的坐标。
一般看来,这两方面的要求导致用线阵CCD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。
即便如此,线阵CCD获取图像的方案在以下几方面仍有其特有的优势:线阵CCD加上扫描机构及位置反馈环节,其成本仍然大大低于同等面积、同等分辨率的面阵CCD;扫描
行的坐标由光栅提供,高精度的光栅尺的示值精度可高于面阵CCD像元间距的制造精度,
从这个意义上讲,线阵CCD获取的图像在扫描方向上的精度可高于面阵CCD图像;新近出现的线阵CCD 亚像元的拼接技术可将两个CCD芯片的像元在线阵的排列长度方向上用光
12
学的方法使之相互错位/个像元,相当于将第二片CCD的所有像元依次插入第一片CCD
的像元间隙中,间接减小线阵CCD像元尺寸,提高了CCD的分辨率,缓解了由于受工艺“”
和材料影响而很难减小CCD像元尺寸的难题,在理论上可获得比面阵CCD更高的分辨率和精度。
因此,线阵CCD加扫描运动获取图像的方案目前仍使用广泛,尤其是在要求视场大,
图像分辨率高的情况下甚至不能用面阵CCD替代。
但是,仅有高的分辨率还不能保证有高
的图像识别精度,特别是线阵CCD获取的图像虽然分辨率高,但由于受扫描运动精度的影响,其图像较面阵CCD图像更具特殊性。
因此,图像识别时不仅要充分利用分辨率高的优势,还必须从算法上克服扫描运动的影响,使机械传动的误差不致直接影响最终的图像识别精度。