彩色机器视觉技术拥有多种应用。这种先进的技术能够帮助新鲜食品制造商在传送带上进行损腐商品的快速自动检测，或对银行职员进行货币来源于犯罪集团的提醒。更多的自动化系统凭借色彩触发动作，这种色彩技术也不断的创新和演变。彩色视觉已经在相机上达到了能够在确保有效空间、低成本的同时，达到最佳的图像质量。以下图像、表格及信息以及相关链接能对此进行说明。

    相较于其他相机类型，系统集成商在采用工业线扫描相机时更少的关注于何时采用色彩。答案取决于采用相机的目的。

    先进技术提升了线扫描相机。传统上，线扫描相机普遍应用于大幅面检测，传送带，以及其他运动监控系统。工业系统集成商和设备制造商都希望用户采用这类线扫描相机，并最终采用他们相关的彩色配件。可供选择的有单芯片和三芯片相机。

    很值得注意的是单芯片相机有单线RGB,双线或三线。“多线阵”特指双线或更多线芯片。多线阵相机可通过改进的芯片技术弥补单芯片和三芯片相机之间的性能差距。这些多线阵相机不仅能有效利用空间，还价格合理。

    三线阵相机曾一度由于各种原因而受挫，包括：由于芯片上行间距较宽造成的线率慢，分辨能力有限，无法观测不规则运动物体。这些问题在现在看来已不算什么，因为新一代多线相机可将线率提高至18,000 lines/s，像素为4000，行间据只有一两条空白线。得利于隔行数很少，克服了以前的很多缺陷。

    这一最新功能可通过实际案例来解释。例如，在扫描纸币时，图像被分割成不同的视线区域。多线阵相机获取的图像为红、绿、蓝三种色彩光谱。从另一方面来说，一款三芯片相机可同时获取相同的一线。在多线系统中，成像线信息的获取方式是依次获取红、绿、蓝三色，因此获取时间不同。同一线信息最先及最后获取的现场线信息，取决于传感器隔行。现在，尖端的多线传感器可提供非常少的1或2个隔行。

 
   假设一张8厘米宽的纸币捕获像素为4000。分辨率为20微米，适用于分析最薄的印刷品。扫描一张14厘米长的纸币所需时间是0.39秒。纸币的速度为每秒0.36米，两条获取线之间的扫描时间为55微妙。如果钞票在相机前的位置出现了振动，那么第三个彩色通道获取的线信息就会与第一个彩色通道不同。对边缘或特征检测而言，结果就是最后的检测中发现色彩假象或图像模糊。

 
   位置干扰会造成色彩假象与第一条线和最后一条线之间的距离成反比。线信息上10%的色彩假象是由位置的改变造成的。
    • 0隔行：3.3% (10% X 1 / 3)
    • 1条隔行：2.0% (10% X 1 / 5)
    • 2条隔行：1.4% (10% X 1 / 7)
    • ......

 
    多数相机对隔行的特点标定是光度为10，同时允许0.5%以下的误差。给用户的建议是在传送带上安装线扫描相机便不会产生失真的图像。这限定了由速度变化造成的假象，不能解决由于错位产生的问题（目标物的振动及角度的变化），这是长久以来在观测传送带上可滚动目标物需要解决的问题（如：大豆、土豆、药丸、保险丝等)。

    以前，解决这一问题的唯一方式是选择棱镜相机，它相较于多线相机而言更能抗干扰。最新的多线性传感器/相机改变了这一状况，其具备1或2条隔行，能够抗5倍以上的干扰，相较之前有很大的提高。

    最重要的是，多线方式扩展了相机监控的光谱。事实上棱镜相机同三个以上的芯片集成安装是非常困难的，这就是生产3芯片相机的原因。棱镜相机能够捕获三种色彩，而多线相机能够捕获更多新的线信息，如：近红外光或宽带黑白光。

 
    为了能捕获更多色彩，通用的方式是降低蓝光和红光的锐度。结合采用了多传感器和多线方式的BAYER方法，传感器制造商更乐于看到有限的敏感线之外的LINES。尖端的多线相机可提供多光谱信息，不用降低锐度。它们可提供4线，而非3线——为系统集成商提供更广的选择，不管他们是用于照明参考还是希望得到近红外信息。

    以下内容都是关于如何在线性相机技术中做出选择的步骤？首先，要看基础的视觉集成所需：

• 哪一部分的光谱将被成像或配准？
• 所需的分辨率大小?
• 哪些光学元件及安装设备是最适用的？
• 最适用的线速？
• 应用中的信噪比大小？
• 最重要的系统特征是什么？反光晕，输出协议，图像采集卡？

    随后，考虑能改变图像锐度的干扰主要有哪些？

• 目标物的振动
• 目标物的旋转
• 目标物的速度控制
• 目标物的光源控制

    由于图像锐度是关键，所有的这些干扰源都应该小于每条线的获取比例，新上市多线相机能很好的完成这一工作。对于一些极端状况，需要更多多传感器相机的投资开发，提升其整体的图像质量。花一些时间对不同的技术进行评估，这将能够确保您选择了最合适的相机——并使您的花费物超所值。

    现在的多线相机面临色彩检测系统的挑战。市场新上市的传感器的性能极具吸引力，包括高速和非常少的隔行。随着一个新的多光谱分析表的建立，这些最新的传感器将为系统集成商和设备制造商带来具有实际效益的解决方案。

    原文作者：Pierre Cambou，e2v图像产品工程师
    英文原文点击：Line-scan cameras: Sensor technology bridges gap between prismatic 3-chip and 1-chip cameras

编译：马婕婷
（中国图像网报道）