常见问题
本页解答有关拉萨安迪山相机的常见问题，其中大部分涉及线阵相机、镜头选型、行频和分辨率。如果您没有找到答案，请通过以下方式向我们咨询： 联系我们 页面。
线阵相机常见问题
型号和规格请见 线阵相机 页面。如需了解这项技术的基础知识，请阅读 维基百科线阵相机词条。
对于任何相机，尤其是工业相机而言，一个关键问题是根据安装位置和任务选择合适的镜头。选择合适的镜头来放大并对焦场景中的特定部分至关重要。假设您使用的是一台分辨率极高的顶级专业相机，即便如此，如果镜头无法为 CCD 提供合适的光线，CCD 也无法生成良好的图像。原因在于，到达 CCD 的所有光线都要经过镜头；如果镜头不合适，就会改变穿过它的光线的特性、折射和行为，CCD 也就只能基于不良输入生成劣质图像。在选定质量良好的镜头之后，下一步是选择视角和景深合适的镜头。选择镜头时另一个要点是合适的焦距。镜头焦距决定视角：该数值（以毫米计）越大，视角越窄，远处物体显得越大；数值越小，视角越宽。景深主要由光圈数（f 值）和放大倍率决定；在相同距离下，长焦镜头的景深小于广角镜头。广角镜头因其宽视角而被选用，TELE 镜头（长焦距）则用于以窄视场观察远处物体。每个镜头都有一个称为光圈（iris）的部件，用于调节通过镜头的光量（适应不同环境和一天中的不同时段）。有些镜头的光圈可自动调节（Auto iris），使用这类镜头的相机在一天中任何时段都能提供清晰的图像。另一些镜头则需手动设置光圈（manual iris），使用这类镜头的相机只有在光圈所设定的光照水平下才能获得清晰锐利的图像；光照一旦变化，图像就会相应地偏离正常状态。选择相机时的一个重要因素是视场。视场由两个因素决定：焦距（Focal length）和图像传感器（Image sensor）的尺寸。焦距是指从镜头焦点到光线进入镜头处的距离，焦点则是所有进入镜头的光线会聚的点。焦距越长，视场越窄。选择焦点和焦距最好、最快的方法，是使用专门的计算工具（标尺或计算机程序均可）。
动态范围是衡量信号灵敏度的关键指标之一，定义为像素最大容量（以电子数计）与 RMS 噪声（以电子数计）之比。该数值也可以用分贝（以 10 为底）表示。在实际中，这一比值就是图像中仍能分辨出细节的最暗区域与最亮区域之间的亮度差。在某些图像中，一些暗部或亮部有细节，而另一些则没有可分辨的细节或纹理。图像的动态范围告诉您图像所容纳的亮度范围，即从包含细节的最暗部分到最亮部分。这一范围越大，图像的动态范围就越大，图像中就有更多的暗部和亮部呈现出可分辨的细节。CCD 的动态范围（以 dB 分贝计）由以下公式给出：
动态范围（dB）= 20·log（饱和时的信号电压 ÷ RMS 暗噪声电压）
为获得更好的图像，动态范围应尽可能高。成像系统动态范围的下限由噪声决定。下图展示了动态范围对图像质量的影响。
在 CCD 驱动电路的设计中，噪声分为两类：来自 CCD 本身的噪声，以及来自 CCD 读出电路的噪声。
这类噪声在 CCD 传感器内部产生，并出现在其输出信号中，包括：
- 复位噪声：一种与感测节点（将 CCD 中收集的电荷转换为电压的晶体管栅极）电阻相关的热噪声。
- 散粒噪声：这种噪声源于电子到达感测节点时的随机运动。由于散粒噪声源自电子固有的自然运动，因此无法消除。
- 暗噪声：这种噪声来自 CCD 中因热而产生的电子，始终是 CCD 面临的主要噪声挑战之一。暗电流源与温度密切相关，因此降低这种噪声的最佳方法是冷却 CCD。CCD 需要冷却到什么程度，很大程度上取决于您所需的最长积分时间和可接受的最低信噪比。
- 像素非均匀性噪声：实际上，不可能制造出所有像素完全相同的 CCD。各像素的量子效率、杂质和电荷陷阱都不尽相同，因此即使在相同的光强和曝光时间下，像素产生的电压也会不同。要校正这种差异，可拍摄一幅强度均匀、完全准直的光源图像，并据此建立像素差异矩阵。先从每幅图像中减去暗帧，再除以该增益矩阵。这种方法称为平场校正（Flat Field）。
- 暗电流非均匀性噪声：所有像素都会因热而产生暗噪声电子，但由于像素并不完全相同，各像素产生的电子数也不同。要校正这一点，可在完全黑暗的条件下用 CCD 拍摄一幅图像，然后将该图像作为矩阵从 CCD 采集的图像中减去。这种软件技术称为暗帧扣除。
CCD 读出电路噪声
除 CCD 噪声外，CCD 外部的电子电路和驱动电路自然也会引入噪声，包括：
- 白噪声：一种由 CCD 输出节点处电阻引起的热噪声。降低它的最佳方法是降低温度，也可以通过增大 CCD 输出节点的电容来减小。
- 闪烁噪声：这种噪声产生于元器件不断开关的数字电路中。
- 模数转换噪声：在任何数字系统中，对模拟电压进行量化都会丢失部分信息。在 CCD 读出电路中，这部分信息就是 CCD 的输出电压，它代表每个 CCD 像素的颜色或光强。这些信息的丢失会导致图像缺陷，这种缺陷称为 ADC 噪声。
Integration Time（积分时间）：扫描一行（Line）所需的时间。Exposure Time（曝光时间）：在扫描一行期间 CCD 实际受光的时间。Exposure Control（曝光控制）：部分线阵相机具备一种机制，可实现比单行扫描时间更短的曝光时间，这种机制称为电子快门。
在网站的型号表上方，您可以找到 CCD 的像素规格、最高行频和有效长度。这些数值对于该相机的所有型号都相同，因为它们都使用同一款 CCD。其他参数则取决于各型号的硬件，因型号而异。例如，该相机所有型号的像素尺寸均为 200X14 微米，但每个像素的分辨率取决于相机硬件。
焦距取决于您所使用的镜头，而镜头的选择又取决于相机到物体的距离以及物体的长度。由于镜头由您自行提供，我们的相机配有可调机构，用于设定镜头与 CCD 之间的距离，以便您获得正确的对焦。如需计算镜头参数，请点击旁边的链接。 镜头计算器
在带模拟输出的黑白相机中，您可以命令相机将某个特定像素的光强发送到其模拟输出端。例如，通过软件您可以在示波器上持续观察第 1350 号像素的光强：该像素的最大光强对应 4 伏，最小光强对应 0 伏。在带模拟输出的彩色相机中，您可以命令相机将某个特定像素的红、绿或蓝光强发送到其模拟输出端。例如，通过软件您可以在示波器上持续观察第 1350 号像素的红光强度：该像素的最大红光强度对应 4 伏，最小对应 0 伏。
FOV（即视场）与物体速度无关。运动方向上的分辨率取决于相机的行扫描速率。假设物体在 X 和 Y 方向上不变形，且严格保持其运动方向，那么最低行频由两个因素决定：物体的最高速度，以及您在物体上所需的最低成像分辨率。
示例 1：计算传送带宽度方向（垂直于运动方向）上的分辨率
传送带宽度：550 mm
运动方向上的分辨率：0.3 mm/像素
所需像素数：只需将传送带宽度除以分辨率即可。因此，成像至少需要 1833 个像素。常见的线阵相机分辨率有 512、1024、2048、2700、3648、4096、8192、10680 和 12288 像素，因此该应用的最低分辨率为 2048 像素或更高。使用 2048 像素相机时，成像分辨率为 0.27 mm/像素。
示例 2：计算行扫描频率
设物体最高速度为 V、视场为 FOV、像素宽度为 W、传感器有效长度为 S，则最低行读出频率 FL 为：
FL= (V * S) / (W * FOV)
换句话说，相机上可以根据客户的哪些需求进行定制？
我们 P 型号相机的硬件程序（固件）可以根据客户需求进行修改。例如，如果需要用特定的滤波器对像素数据进行平滑处理等，P 型号就能为客户实现这一点。如果现有硬件不具备所需的能力，我们会设计新的硬件来满足客户的需求。
这份源代码本质上是一个演示程序，让您的计算机能够与相机通信。国外相机厂商会提供与相机通信所需的 DLL 文件、API 和指令集，而我们网站上的源代码将这些内容一站式提供给客户。在演示软件中，用户向相机发送开始数据流指令以及增益、偏置、曝光时间等设置；相机则在一帧中将每个像素（从第 1 号到第 N 号）的光强连同帧率和行读出速率发送给软件。
您可以使用计算机的其他端口向其他控制系统发送指令。例如，相机数据通过 USB 传给您，处理这些数据后，您可以通过以太网向其他系统发送所需的指令。但如果您希望通过与相机相连的同一个 USB 端口向外部执行器发送特定指令，则需要为您定制相机硬件。
我们用一个例子来解释曝光时间的概念。
假设 CCD 表面除一条 0.5 mm 的狭缝外全部被遮挡，该狭缝在近距离处垂直于 CCD 放置。如果将曝光时间设为 100 微秒，得到图像 1；如果设为 1 毫秒，则得到图像 2。
曝光时间：100 微秒
曝光时间：1 毫秒
如上图所示，曝光时间越长，受到相邻像素光线影响的像素就越多。在两幅图像中，位于狭缝中心的 CCD 像素都已饱和（光晕溢出，blooming）。如果缩短曝光时间，这些像素就会退出饱和状态。
曝光时间与行频成反比，即曝光时间越长，从 CCD 读出各行的速率就越低。在低光照水平下，应增加曝光时间；在高光照水平下，应缩短曝光时间，以免 CCD 饱和。因此可以说，这款相机的电子曝光时间与其他相机中光圈或机械快门的作用相同。
这类相机与面阵相机的区别在于，在给定的曝光时间内，它们只读取一行，而不是一个二维区域。因此，在光源和物体都固定的应用中，这类相机的曝光时间将取决于光强变化的快慢。
有两种方法。第一种是用卷尺测量，并在距镜头两个不同距离处拍摄同一被摄物。听起来很简单，但要得到可用的结果，需要非常精密的工具和规整的布置。
简而言之，您需要拍摄被摄物的两张照片，然后根据所得图像计算放大倍率；例如，可以在 Photoshop 中测量照片并求出比值，我们将该比值记为 m。接着，求出被摄物需要移动多远才能产生这一放大倍率，即测量两次被摄物到传感器的距离，我们将该值记为 Δd。最后，焦距即可由以下关系式简单求得：
不过，这种测量需要精密的测量工具，因为卷尺上一厘米的误差就可能使 Δd 变化多达 20 毫米！
第二种方法更好、更合理：将对焦设为无穷远，拍摄一个在无穷远处具有两个清晰定位点的被摄物。如果已知这两个点的角间距（记为 θ），则：
在 Photoshop 中测量两点间的距离很容易，只是这个数值必须是传感器上的精确距离。最简单的方法是在 Photoshop 中数出两点之间的像素数（如果有两点的坐标，用基本的解析几何同样可以轻松求出距离），然后根据传感器规格将这些像素换算为实际长度。例如，用传感器长度除以其上的像素数，或根据传感器面积推算，或使用厂商公布的像素尺寸；如果该值以微米为单位，则换算为毫米，依此类推。
数字 57.2957795 就是 180 除以 π，用于在角度与弧度之间换算，剩下的就是 θ 本身。计算 θ 很简单：如果在无穷远对焦（即 3 至 5 米外）下拍摄图像，tan θ 几乎等于 θ，它等于物体长度的一半除以物体到相机的距离。
关于工业相机的更多问题
由设计和制造相机的工程师提供的实用解答。点击问题即可展开。
相机选型
当物体连续运动（传送带、卷材、板材、管材）或为需要“展开”的圆柱体时，选择线阵相机；当零件静止且能容纳在一帧中时，选择面阵相机。线阵相机配合简单的线光源即可获得无缝、无限长的图像；面阵相机则更易于安装调试，且无需编码器。
只有当颜色本身就是所需信息时（印刷检测、颜色分选、彩色导线）才选择彩色相机。否则，黑白相机灵敏度更高、精度更高、价格更低，所需光照也更少。我们的三线彩色相机在三个独立通道中读取每个像素，因此不像 Bayer 滤光片那样损失分辨率。
用视场宽度除以您必须看清的最小细节，再乘以 2–3 作为安全余量。示例：宽度 550 mm、缺陷 0.3 mm → 1833 像素 → 加上余量，选择 4000–5000 像素的型号。完整的计算方法和示例请参阅我们关于行频与分辨率的文章。
用物体速度除以单个像素在物体上对应的尺寸。对于 2 m/s 的速度和 0.3 mm 的分辨率，约需每秒 6667 行。如果速度会变化，请使用编码器触发，而非固定行频。
CCD 具有更低的噪声、更好的像素间一致性和更线性的响应，适合测量、光谱分析和弱光应用。CMOS 则可提供极高的行频，且在超高分辨率下成本更低。拉萨安迪山相机同时基于 CCD 和 CMOS 传感器打造，针对中高速下的测量和检测进行了优化。
对于大多数检测产线来说，完全可以。USB 2.0 约为 480 Mbit/s，USB 3.0 最高可达 5 Gbit/s；而一台 5000 像素、8 位、1000 lines/s 的相机仅产生 40 Mbit/s 的数据。USB 的主要限制在于线缆长度（无中继时为 3–5 m）；更长的距离请使用有源线缆或工业集线器。
大像素收集的光更多、灵敏度更高、噪声更低；小像素则在相同传感器长度下提供更高的分辨率。弱光、高速或光谱分析应用请选择大像素（如 14 µm）；光照充足的精密测量请选择小像素（5–7 µm）。
镜头与照明
镜头像圈必须覆盖整个传感器长度：约 28 mm 以内的传感器使用 C 口即可；更长的传感器（40 mm 及以上）需要 F 口或 M42 镜头。焦距 ≈ 工作距离 × 传感器长度 ÷ 视场。
f = D × S ÷ FOV，其中 D 为相机到物体的距离，S 为传感器有效长度，FOV 为视场宽度，单位均为 mm。若距离为 1 m、传感器为 28 mm、FOV 为 550 mm，则 f ≈ 51 → 选用 50 mm 镜头。更完整的解答和示例见本页顶部。
两个常见原因：镜头相对于传感器长度过小（暗角），或光圈开得过大。请将光圈收小一到两档，使用像圈更大的镜头，并在软件中以均匀的白色参考进行平场校正。
使用只照亮相机视线的 LED 线光源。对于光面表面，请使用低角度光或漫射光；进行边缘测量时，请使用背光；检测表面缺陷时，请使用极低角度的暗场照明。光源必须无频闪（直流或极高频率），否则图像中会出现明暗条纹。
收小光圈（用 f/8 代替 f/2.8）并增加照明；或采用更长焦距的镜头来增大工作距离；如果物体高度会变化，请使用远心镜头，其放大倍率不随距离变化。
LED 电源存在频闪（PWM 或市电），并被相机按行频采样。请使用恒流直流驱动器，或将 PWM 频率提高到 20 kHz 以上。荧光灯管必然会造成这一问题，请让其远离视场。
安装与设置
相机的视线必须垂直于运动方向，镜头必须垂直于被测表面。在传送带上放一把直尺或一张棋盘格纸，并在实时画面中移动它：如果线条倾斜或被拉伸，说明相机存在旋转。我们软件中的行示波（line-scope）视图让这一对齐工作一目了然。
如果产线速度恒定，则不需要，固定行频即可。如果速度会变化或产线时停时开，则需要：编码器每走过固定距离输出一个脉冲，相机每个脉冲采集一行，因此图像比例尺始终保持正确。
使用无源线缆时，USB 2.0 最长 5 m，USB 3.0 最长 3 m。超出这一长度，请使用有源线缆（15–20 m）或工业供电集线器。廉价线缆在高速下会丢行，请使用带螺丝锁紧的屏蔽线缆。
请依次排查：更换线缆并直接插入机箱后部端口（不要用前置集线器）；从光盘或我们的网站安装驱动程序；在设备管理器中检查是否有黄色警告标志；在 Windows 电源设置中禁用“USB 选择性暂停”。
相机配有隔离触发输入，可配合光电传感器、PLC 或编码器使用（5 V 或 24 V，按订单配置）。在软件中将触发模式设为外部，并选择上升沿或下降沿。帧起始和行起始分别设有独立输入。
通常有两种标定：（1）在相机下方放置均匀的白色参考进行平场校正，以消除像素灵敏度差异和边缘衰减；（2）使用直尺或已知间距的图案进行尺寸标定，使软件知道一个像素对应多少毫米。
图像质量与故障排除
横向模糊是对焦或光圈问题；仅沿运动方向模糊，则说明曝光时间相对于速度过长，请缩短曝光并增加照明，或提高行频。规则是：物体每行移动不应超过一个像素。
这是由于像素灵敏度略有差异，或传感器窗口上有灰尘。请使用干净的白色参考重新进行平场校正，并用气吹和超细纤维布清洁镜头和传感器窗口，切勿用手指或普通纸巾擦拭。
带宽或 CPU 资源不足：请更换 USB 线缆和端口，关闭其他程序，在软件中增大读取缓冲区，并尽可能降低分辨率或行频。我们的软件提供“Lost Lines”计数器，如果其数值不为零，原因就是上述之一。
动态范围是指相机在不饱和、也不被噪声淹没的前提下，能同时记录的最亮与最暗物体之间的比值。比值越高，暗部和亮部就越能同时看清。16 位转换器和大像素可提高动态范围；完整解释见本页顶部。
在温暖环境中，金属机身温度达到 40–50 °C 属于正常现象，这是机身在散发传感器的热量。如果环境温度高于 45 °C，或相机安装在封闭外壳内，请加装铝板或小风扇。过热会增加噪声并缩短使用寿命。
软件与集成
拉萨安迪山自主开发的软件（阿尔特龙），提供波斯语和英语界面：实时画面、行示波、曝光与增益、触发、标定、图像和视频保存。用于编程时，我们提供 DLL 库以及 C++、C# 和 Python 示例代码。
可以。原始图像通过 DLL 以内存方式提供，可传入 OpenCV 数组、MATLAB 矩阵或 LabVIEW 数组。三者的示例代码均包含在 SDK 包中。
对于目视检测和大多数缺陷算法，8 位已经足够且速度更快。对于强度测量、光谱分析或高对比度场景，请采集 16 位图像（相关型号为 12 位），以免丢失暗部细节。
在 USB 3.0 下通常为 2–4 台，具体取决于分辨率和速率；请将每台相机连接到独立的 USB 控制器（机箱后部端口或 PCIe 卡），以免共享带宽。我们的软件支持多台相机同时运行并使用公共触发。
购买、保修与支持
可以。型号选型咨询是免费的，我们很乐意帮助您找到最适合您工作的型号。您支付相机款项后，有两周时间在您自己的工况下进行测试。如果相机不适合您的工作，只需将其寄回给我们；我们收到后将全额退款。
每台相机均享有三年无条件保修。保修期满后，维修和升级仍由我们内部完成，因为这些相机是在伊朗设计和制造的。
可以，这正是本地制造商的优势。光谱滤光片、线缆长度、接口、行频、外壳、软件乃至处理算法都可以按需调整。我们的终点摄影系统和焊缝跟踪系统正是这样诞生的。
热门型号通常有现货；定制型号根据改动内容需要几周时间。各型号的确切交货期请与我们联系。
提供。相机随附波斯语安装和用户手册、SDK 示例代码，以及面向操作人员和程序员的现场或在线培训。后续问题可直接咨询设计该相机的工程师。