Line Scan Camera

دوربین Line Scan – تصاویری بی انتها برای بررسی

Machine Vision :

دوربین های صنعتی Line Scan، بهترین ابزار برای بررسی اجسام دنباله دار توسط Machine Vision می باشند. آنها اغلب تصاویری با وضوح بسیار بالا ارائه می دهند.

خط‌های باریک به یکدیگر متصل می‌شوند و تصویری را شکل می‌دهند :

دوربین‌های Line Scan، تنها یک خط را به عنوان تصویرمی‌گیرند و آن را به کامپیوتر ارسال می‌کنند. سرور کامپیوتر خط‌ها را جمع‌آوری خواهد کرد و چون که هرگز متوقف نمی‌شود، تصویری بی انتها به صورت مجازی ایجاد می‌شود . دوربین های Line Scan، ابزاری عالی و بی نظیر برای بررسی در ماشین‌های پرینت و تولید نساجی و اجسام متحرک می‌باشند.

جزئیات دوربین‌های Line Scan :

تاریخچه‌ی دوربین‌های Line Scan :

با اختراع ماشین های فکس، سنسورهای Single-line CCD ، قابلیت تشخیص روشنایی و تاریکی را داشتند. هنوزهم اکثر اسکنرهای متداول ومرسوم بر طبق این اصل می باشند. در این مورد، خط سنسور دقیقا زیر جسم متحرک واقع شده است.

با پیشرفت در کوچک‌سازی سنسور وافزایش رزولوشن، سنسورها به طور فزاینده‌ای دورتر از جسم حرکت نمودند. امروزه دوربین‌های Line scan در بدنه‌ی دوربین‌های مرسوم جا گرفته‌اند و می‌توانند با لنزهای استاندارد کار کنند .

تنظیم نور دوربین‌های Line Scan :

ارتباط دوربین با جسم

چشم انسان یا دوربین عکس‌برداری منطقه‌ای، به صورت همزمان تصویری را با تمام پیکسل‌هایش می‌گیرد و هیچ تمایزی میان اجسام متحرک و ثابت ایجاد نمی‌شود. تمام اطلاعات مربوط به تصویر در یک لحظه جمع آوری می‌شود.

دوربین های Line Scan، نیاز به دوربین یا جسم متحرک دارند. سایز تصویر نهایی توسط رزولوشن دوربین دریک محور تعیین شده است و محور دیگر توسط خط‌هایی که سرور کامپیوتر به یکدیگر متصل کرده، تعیین شده‌اند.

برای تنظیم Line camera ، دو گزینه وجود دارد :

  • دوربین ثابت با جسم متحرک
  • دوربین محرک با جسم ثابت

در اکثر موارد، ترکیب دوربین متحرک و جسم متحرک  هیچگونه مفهومی ایجاد نمی‌کند.

Line Camera، تنها یک خط از تصویر را در یک لحظه می‌گیرد. از آنجایی‌که جسم در حال حرکت می‌باشد، تصویر بعدی که گرفته می‌شود روی خط بعدی دقیقا نزدیک به خط قبلی ایجاد می‌شود.

درنتیجه، تصویر دوبعدی که با دوربین Line scan گرفته می‌شود، تصویری را نشان می‌دهد که هرخط از آن در زمان متفاوتی گرفته شده است.

لنزهای دوربین Line Scan :

دوربین های Line Scan، برخلاف اسکنرهای top-down، نیازمند سیستم‌های نوری می‌باشند. این سیستم‌ها شبیه به لنزهایی هستند که با دوربین‌های سنسورداراستفاده می‌شوند. ولی از آنجایی‌که دوربین‌های Line scan، رزولوشن خیلی بالایی دارند ( بالای 16k در هرخط )، به لنزهای بسیار باکیفیت با  MTF ای که مناسب کل عکس باشد، نیازمند می‌باشند.

روشنایی دوربین های Line Scan :

تنظیمات روشنایی دوربین‌های Line Scan با دوربین‌های منطقه‌ای کاملا متفاوت می‌باشد.

با خط مشابهی که گرفته شده است ( و جسمی که به سرعت در حال حرکت می‌باشد ) لازم است که فقط یک خط از تصویر را روشن گردانید. ولی به دلیل سرعت جسم و سرعت توالی خط‌ها، زمان ارائه کم می‌باشد. درنتیجه، دوربین‌های Line Scan، به تنطیمات روشنایی با نور بالا یا شدید ( بالای 1000000 lux ) نیازمند می‌باشند.

خواندن و گرفتن :

از آنجایی‌که چیپ سنسور فقط یک خط را می‌گیرد، خواندن اطلاعاتی که توسط دوربین Line Scan گرفته شده در مقایسه با دوربین منطقه‌ای ساده‌تر می‌باشد. تفاوتی ندارد که از تکنولوژی تشخیص نور CCD  استفاده شود یا CMOS. از آنجایی‌که رزولوشن بالا و اجسام سریعا در حال حرکت هستند

 ( بنابراین اتصال خط ها به یکدیگر بسیار سریع می باشد) ، سرعت اطلاعات معمولا بسیار بالا می‌باشد. بنابراین نیاز به یک frame grabber   احساس می‌شود تا اطلاعات دوربین را که به کامپیوتر فرستاده می‌شود بخواند.

دوربین های Line Scan  نیاز به ایمپالس دارند :

وجه تعیین کننده در استفاده از Line Camera، تواناییشان در بازسازی تصاویر بی نهایت می‌باشد. بسیاری از خط های بسیار باریک در فرکانس‌های بالا به صورت تصویری واحد ترکیب می‌شوند. در اکثر موارد، ژنراتور ایمپالس در تسمه نقاله ترکیب می‌شود و سیگنالی محرک برای دوربین تولید میکند.

فرکانس Line camera  هم مطابق با سرعت شی ء تنظیم شده است.

دوربین های Multi-line scan :

علاوه بر دوربین های (single-)line scane که تا کنون مورد بحث بوده است، دوربین های  line scanدیگری هم وجود دارد :

دوربین های Multiline line scan :

دوربین های Line scan با دو یا تعداد بیشتری خط ، بیشتر خواستار همگام سازی می باشند. آنها می توانند حداکثر سرعت احتمالی اجسام را افزایش دهند و یا تحرک تصویر را به شکل HDR بهبود بخشند.

خطوط TDI CCD، سرعت حرکتی دوربین های Line scan را به طور قابل توجهی در خود سنسور افزایش میدهند.

 

دوربین های Line scan رنگی :

دوربین های Line scan همانند دوربین های large area، میتوانند با سنسورهای تک رنگ یا رنگارنگ جفت شوند.

فیلتر رنگ های قرمز، سبز و آبی به عنوان الگوهای Bayer بر روی پیکسل‌ها قرار گرفته‌اند و یا بر روی خط های رنگی و آنهایی که در پشت فیلتر می‌باشند توزیع شده اند. بنابراین ، تصویر خام به عنوان اطلاعات تک رنگ منتقل شده و سپس بر روی grabber به تصویر رنگی تبدیل می‌شود.

خطوط 2 یا 3، به ترتیب و هرکدام با رنگ خاصی ممکن است استفاده شوند. مزیتش این است که رزولوشن رنگ به همراه روزلوشن کامل سنسور می‌باشد.  

NEopt امکان ایجاد دوربین‌های دو خطی‌اش را تنها برای دو رنگ ارائه می‌دهد. در این مورد، رنگ‌های قرمز و آبی ، دو رنگ را به عنوان دو عملیات در دوربین تشکیل نمی‌دهند.

سرعت اطلاعات و رزولوشن دوربین های Line scan :

 

همانند دوربین های Large-area، محدودیت هایی بر روی سرعت اطلاعات دوربین های  Line scan وجود دارد که به واسطه machine vision صنعتی

می‌باشد. این واسطه‌های مشترک و رایج،

GigE Vision یا Camera Link می‌باشند و بر اساس رزولوشن عمودی خط

( تعداد پیکسل ها در هرخط ) و تعداد خطوط در هر ثانیه محاسبه شده است که بر حسب KHz/line در هر ثانیه بیان می‌شود.

مثال : NCAM2-BLS با Cameralink: 8k pixels. 70khZ

این نمونه، 70000 خط را به همراه 8000 پیکسل در هر ثانیه ایجاد میکند. با سرعت نقاله 100 کیلومتر بر ساعت  و شی ای به عرض یک متر، از قسمت عرض، به رزولوشن 0.122mm در هرپیکسل و از قسمت طول، به رزولوشن 0.514mm در هر خط ، تبدیل میشود.

عرض رزولوشن نوری:

100km/h/70,000 lines/s=36m/s/70,000 line/s=0,514mm

طول رزولوشن نوری :

1 m/80.000 Px= 0.125mm/Px

سرعت اطلاعات:

70.000 lines/s x 8000 pixels x 8 bit = 560 MB/s

دیدگاه خود را بنویسید

دیدگاه پس از تائید مدیریت منتشر می شود.