如果你的目標(biāo)物運(yùn)動(dòng)不均勻，還不方便獲得校正信息，比如棉花異纖剔除、雜糧差異分選；如果你的目標(biāo)物表面不平整、高低起伏還不平，比如顆粒表面材料、織物、抖動(dòng)薄膜；如果你對(duì)顏色有著近乎苛刻的要求，那你可能就需要一臺(tái)棱鏡相機(jī)了。

隨著越來(lái)越多的高速工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量控制過程，需要彩色或多光譜成像線掃描相機(jī)。在傳統(tǒng)線掃描相機(jī)中，普遍使用多行像元傳感器獲得顏色相機(jī)。比如雙線彩色相機(jī)通過貝爾濾波的差值計(jì)算，“猜到”RGB信息；而三線彩色通過并排的RGB三行像元獲得彩色信息。

這種多線線掃描相機(jī)的每條線分別對(duì)應(yīng)著R/G/B以及R/G/B/NIR通道，在特殊高亮光源的加持下，獲取到每個(gè)通道的信息。從而在電腦上形成一幅完整圖像。

隨著應(yīng)用的不斷擴(kuò)展和深入，傳統(tǒng)的單一傳感器多線的線掃描相機(jī)，在被測(cè)物的選擇上口味逐漸挑剔起來(lái)。對(duì)于金屬、塑料、紙張等卷材類檢測(cè)應(yīng)用中，經(jīng)常會(huì)有振動(dòng)和起伏，三線相機(jī)最不喜歡這種了，“你總么總把我拍虛了啊喂！”。對(duì)于無(wú)法垂直于被測(cè)物表面或者非平面類被測(cè)物的應(yīng)用，“來(lái)解釋解釋這一圈彩色的外邊框是怎么肥四？”

這時(shí)候，你可能需要的就是使用棱鏡分光技術(shù)，擁有多個(gè)傳感器的棱鏡分光線掃描相機(jī)。通過相機(jī)內(nèi)置的精密棱鏡，將入射光直接分成R/G/B或R/G/B/NIR，分別由不同的傳感器單獨(dú)成像，然后再融合為一副圖像，除了色彩還原度超高之外，還什么都不挑。不管拍攝角度如何，不管被測(cè)物表面起伏如何，統(tǒng)統(tǒng)先拍為敬！

從此不見光暈效應(yīng)

傳統(tǒng)線掃描相機(jī)在安裝過程中，一定要在一定角度下方可檢測(cè)表面。三線或多線相機(jī)的每條通道都獨(dú)立的進(jìn)行檢測(cè)，所以每條通道都會(huì)有一定的視差，并不是完全一樣的圖案。

由于此時(shí)的相機(jī)并未完全垂直于檢測(cè)表面，所以不論正方形還是矩形，看起來(lái)都像是梯形。就像上圖中的R/G/B通道一樣，最接近檢測(cè)表面的紅色通道接收到的圖案，比距離檢測(cè)表面最遠(yuǎn)的綠色通道接收到的圖案短。于是乎，在像素?cái)?shù)相同的情況下，紅色通道的光學(xué)分辨率顯然會(huì)比其他兩個(gè)顏色通道上的高，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)邊緣的彩色條紋，專業(yè)術(shù)語(yǔ)叫做“光暈效應(yīng)”。

好在如今三線或多線相機(jī)已經(jīng)可以通過矯正算法，來(lái)糾正梯形投影的效果，使得這些傳統(tǒng)線掃描也可以不用完全垂直于檢測(cè)表面，稍稍放松一些。然而，傾斜視圖校正目前在大多數(shù)情況下較多只能在4個(gè)像素級(jí)別。

當(dāng)使用棱鏡相機(jī)時(shí)，情況就完全不同了。棱鏡相機(jī)的入射光本身就是單股光，是在棱鏡的分光作用下才投射到不同的芯片上成像的，每幅圖像是完全一致的，沒有視差。因而每個(gè)顏色的光學(xué)分辨率也是完全一致，不論3D起伏表面，還是傾斜的拍攝角度，完全不影響。

像金屬板材、印刷紙張等卷在一起的卷型材，很難做到完全平整的鋪滿整個(gè)平面，老老實(shí)實(shí)的讓用戶檢測(cè)。從會(huì)有幾處不服帖的“頑固分子”，當(dāng)這些“頑固分子”恰好在邊緣、或者高速運(yùn)動(dòng)中時(shí)，它們甚至?xí)?nèi)心膨脹的上下振起來(lái)，進(jìn)一步給檢測(cè)制造麻煩。

邊緣振動(dòng)可能會(huì)改變物體的光學(xué)分辨率。傳統(tǒng)線掃描相機(jī)中，雙線拍攝的物體上下距離不一致，因此需要算法補(bǔ)償1線的間隙，三線拍攝的物體需要補(bǔ)償2線。并且由于振動(dòng)的間隙不能恒定，所以這樣的補(bǔ)償并不能較好的解決邊緣出血效應(yīng)的問題。

好在有棱鏡相機(jī)，由于棱鏡相機(jī)只有一個(gè)入射光軸，即便是檢測(cè)材料起起伏伏，每次拍攝的圖像也都是三幅完全一樣的圖像融合而成，完全不會(huì)改變檢測(cè)表面的光學(xué)分辨率，從而最小化這類應(yīng)用的振動(dòng)影響。

 

空間校正從此不惱人

空間校正從此不惱人在傳統(tǒng)三線相機(jī)中，R/G/B三線同時(shí)存在于一塊芯片上，各線之間存在著或大或小的間隙。在拍攝彩色圖像時(shí)，相機(jī)需要通過空間校正的功能來(lái)補(bǔ)償這些線之間的間隙。

空間校正的精度完全取決于被測(cè)物的運(yùn)行速度，以及線掃描相機(jī)的行頻。當(dāng)掃描速度恰好等于相機(jī)行頻時(shí)，空間校正也就等于三線之間的物理間隙。然而空間校正只適用于被測(cè)物的速度已知，并且能夠通過觸發(fā)來(lái)讓相機(jī)在正確時(shí)間拍攝。

但是在拍攝物速度未知，或者速度不可預(yù)測(cè)的應(yīng)用中，比如水果、蔬菜一類圓滾滾的物體，石頭、寶石、大理石一類的粒裝物體，藥丸、藥片一類的圓粒狀物體，甚至是棉花、樹葉、網(wǎng)狀印刷品、金屬箔、紙張等情況，被測(cè)物會(huì)在產(chǎn)線上發(fā)生不可預(yù)測(cè)的滾動(dòng)、振動(dòng)、飄動(dòng)，此時(shí)空間校正也沒法準(zhǔn)確的告訴三線相機(jī)究竟應(yīng)該補(bǔ)償多少。

棱鏡相機(jī)就完全可以克服這樣的挑戰(zhàn)，其單光軸入射的優(yōu)點(diǎn)完全可以有效的應(yīng)用于掃描速度未知的物體。此外，由于其內(nèi)部芯片成像完全一致，沒有像三線相機(jī)一樣的像素間隙，也無(wú)需空間校正來(lái)補(bǔ)償像素。

棱鏡相機(jī)擁有高質(zhì)量的圖像色彩還原能力，相對(duì)于傳統(tǒng)線掃描相機(jī)來(lái)說，無(wú)須空間補(bǔ)償。在被測(cè)物速度未知的應(yīng)用中也可以很好的工作，在相機(jī)傾斜或者檢測(cè)3D物體時(shí)，也沒有任何圖像偽影，比如光暈效應(yīng)之類。更重要的是，棱鏡相機(jī)的價(jià)格已經(jīng)比以前親民太多了，實(shí)在是檢測(cè)類用戶不可多得的好幫手！