如果你的目標物運動(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；如果你對顏色有著(zhù)近乎苛刻的要求，那你可能就需要一臺棱鏡相機了。

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

這種多線(xiàn)線(xiàn)掃描相機的每條線(xiàn)分別對應著(zhù)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(zhù)應用的不斷擴展和深入，傳統的單一傳感器多線(xiàn)的線(xiàn)掃描相機，在被測物的選擇上口味逐漸挑剔起來(lái)。對于金屬、塑料、紙張等卷材類(lèi)檢測應用中，經(jīng)常會(huì )有振動(dòng)和起伏，三線(xiàn)相機最不喜歡這種了，“你總么總把我拍虛了啊喂！”。對于無(wú)法垂直于被測物表面或者非平面類(lèi)被測物的應用，“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(xiàn)掃描相機。通過(guò)相機內置的精密棱鏡，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，不管被測物表面起伏如何，統統先拍為敬！

從此不見(jiàn)光暈效應

傳統線(xiàn)掃描相機在安裝過(guò)程中，一定要在一定角度下方可檢測表面。三線(xiàn)或多線(xiàn)相機的每條通道都獨立的進(jìn)行檢測，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)的相機并未完全垂直于檢測表面，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，最接近檢測表面的紅色通道接收到的圖案，比距離檢測表面最遠的綠色通道接收到的圖案短。于是乎，在像素數相同的情況下，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 )出現邊緣的彩色條紋，專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)叫做“光暈效應”。

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

當使用棱鏡相機時(shí)，情況就完全不同了。棱鏡相機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(méi)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(mǎn)整個(gè)平面，老老實(shí)實(shí)的讓用戶(hù)檢測。從會(huì )有幾處不服帖的“頑固分子”，當這些“頑固分子”恰好在邊緣、或者高速運動(dòng)中時(shí)，它們甚至會(huì )內心膨脹的上下振起來(lái)，進(jìn)一步給檢測制造麻煩。

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

好在有棱鏡相機，由于棱鏡相機只有一個(gè)入射光軸，即便是檢測材料起起伏伏，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 )改變檢測表面的光學(xué)分辨率，從而最小化這類(lèi)應用的振動(dòng)影響。

 

空間校正從此不惱人

空間校正從此不惱人在傳統三線(xiàn)相機中，R/G/B三線(xiàn)同時(shí)存在于一塊芯片上，各線(xiàn)之間存在著(zhù)或大或小的間隙。在拍攝彩色圖像時(shí)，相機需要通過(guò)空間校正的功能來(lái)補償這些線(xiàn)之間的間隙。

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

但是在拍攝物速度未知，或者速度不可預測的應用中，比如水果、蔬菜一類(lèi)圓滾滾的物體，石頭、寶石、大理石一類(lèi)的粒裝物體，藥丸、藥片一類(lèi)的圓粒狀物體，甚至是棉花、樹(shù)葉、網(wǎng)狀印刷品、金屬箔、紙張等情況，被測物會(huì )在產(chǎn)線(xiàn)上發(fā)生不可預測的滾動(dòng)、振動(dòng)、飄動(dòng)，此時(shí)空間校正也沒(méi)法準確的告訴三線(xiàn)相機究竟應該補償多少。

棱鏡相機就完全可以克服這樣的挑戰，其單光軸入射的優(yōu)點(diǎn)完全可以有效的應用于掃描速度未知的物體。此外，由于其內部芯片成像完全一致，沒(méi)有像三線(xiàn)相機一樣的像素間隙，也無(wú)需空間校正來(lái)補償像素。

棱鏡相機擁有高質(zhì)量的圖像色彩還原能力，相對于傳統線(xiàn)掃描相機來(lái)說(shuō)，無(wú)須空間補償。在被測物速度未知的應用中也可以很好的工作，在相機傾斜或者檢測3D物體時(shí)，也沒(méi)有任何圖像偽影，比如光暈效應之類(lèi)。更重要的是，棱鏡相機的價(jià)格已經(jīng)比以前親民太多了，實(shí)在是檢測類(lèi)用戶(hù)不可多得的好幫手！