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科学领域应用中相机的性能指标简析
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时间:2013-06-18 17:04:43

        随着国家与社会对科学技术的需求度不断增大,机器视觉这一智能化成像技术的应用也得到了很大的推动,从起初只是活跃于半导体以及电子领域,到如今应用范围涵盖工业、交通、科研、军事、天文、医学等众多领域。科学级相机是机器视觉系统的重要组成部分,在科学领域,是天文观测、军事监测、化学成像、医学检测等众多应用过程中必不可少的成像工具。美国QSI公司专业生产科学级、热电制冷CCD相机,多年的生产研发经验积累,使得QSI相机完全可以满足在恶劣环境下的高品质成像要求,深得用户的喜爱。

        科学级相机是机器视觉系统的核心组件,而在科学级相机中,也有其最核心的部件,那就是图像传感器,相机正是依靠图像传感器来实现光电转换、电荷转移以及存储等操作。科学级相机根据其图像传感器的不同,可以分为CCD相机与CMOS相机两种,目前来说,CCD相机相对较为常用。CCD中文全称电荷耦合器,是一种半导体装置,主要是由微型镜头、分色滤色片、感光层三部分组成。另外,科学级相机根据其是否有制冷效果,又可以分为非制冷相机与制冷相机两种,目前在科研领域,对制冷相机的需求度相对较高。那么,对于一款制冷CCD相机来说,有哪些性能或结构是需要我们在选择时有所注意的呢?

        1、分辨率,是影响成像清晰度的主要因素之一,是选择相机时必须要关注的最主要的性能指标。由于一副图像是由若干像素点组成的,因此,一般情况下,像素越多,分辨率就会越高,而图像的品质也就会越高。

        2、CCD尺寸,直接影响着感光面积的大小,同样是影响成像清晰度的主要因素之一。通常情况下,CCD尺寸越大,感光面积就会越大,那么,同一时间下,其所能接受到的光信号就会越充足,自然图像清晰度、准确度就会相应越高。不过,尺寸越大,CCD的加工制造就越困难,其制作成本就会有所增多,因此,在选择CCD尺寸时,一定要考虑到预算。另外,还要考虑到相机安装的位置。

        3、信噪比,是CCD接收的光信号与异常信号之间的比值。信噪比越高,就说明存在的异常信号干扰越少,图像质量就会更真实、更清晰。噪声的影响可以说是一直存在于整个机器视觉系统运作过程中的,目前主要采用的是利用降低温度来将噪声的影响控制在一个相对较安全的范围内。在这一点上,QSI相机有着显著的优势,其降噪程度达到了普通摄像器材的上千倍,QSI 500系列相机的冷却能力约在低于环境温度38°C左右,温度调节精确到0.1°C。QSI600系列科学级相机在新增自定义2-stage TEC的制冷子系统的情况下,甚至使相机可以精准调节冷却至低于环境温度45℃以上的程度,为各种应用提供了一个更高的信噪比。

        QSI相机作为一款高品质的科学级制冷CCD相机,具有宽动态范围、良好线性度、低功耗、低噪声、小体积等诸多性能优势,因此,其应用范围相对较广,涵盖了天文、医学和工业、科学成像等众多领域。

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