Den richtigen Sensor für Bildverarbeitungsanwendungen auswählen

Der traditionelle Kampf zwischen CCD- und CMOS-Sensoren ist fast vorbei, mit einem Sieg zugunsten der Sensoren mit CMOS-Technologie. Wenn es um wichtige Entscheidungen bei der Entwicklung eines Bildverarbeitungssystems geht, müssen wir uns nun einigen wichtigen Sensorparametern zuwenden, die einen größeren Einfluss auf die endgültige Leistung des Systems haben werden. In diesem Artikel werden wir diese Parameter untersuchen und analysieren, welche Arten von Bildverarbeitungsanwendungen von jedem von ihnen am meisten profitieren werden.

Der Einfluss der Pixelgröße

Pixel sind die einzelnen Elemente, die Licht erfassen, um ein Bild zu erzeugen. Die Fähigkeit eines Pixels, ein einfallendes Photon in Ladung umzuwandeln, wird durch seine Quanteneffizienz angegeben, die für verschiedene Wellenlängen unterschiedlich ist.

Bei Bildverarbeitungskameras liegen Pixel normalerweise zwischen 1,85μm und 9μm, und obwohl die Pixelgröße normalerweise unterschätzt wird, kann sie bei der Wahl der richtigen Optik für die Anwendung sehr wichtig sein.

Große Pixelgrößen bieten typischerweise bessere Sättigungskapazitäten und Signal-Rausch-Verhältnisse, was zu einem besseren Dynamikbereich führt. Kleinere Pixel sind gut für rauscharme Anwendungen und ermöglichen größere Auflösungen bei kleineren Sensorgrößen, was die Wahl der Optik erleichtert. Große Pixelgrößen sind oft in Anwendungen wie Astronomie oder Verkehr erforderlich, während kleine Pixelgrößen für biomedizinische Anwendungen vorteilhaft sein können.

Die Bedeutung der Sensorgröße

Der Sensor ist der aktive Bereich der Kamera und seine Größe ist wichtig, um das Sichtfeld des Endsystems zu verstehen. Bei fester Brennweite erreichen größere Sensoren größere Sichtfelder. Dies ist jedoch nicht kostenlos. Größere Sensorgrößen erfordern unterstützende Optiken, die das Bild zu den Rändern hin nicht verschlechtern oder größere Verzerrungen erzeugen.

Unterschied zwischen Monochrom- und Farbsensoren

Dies ist eine häufige Frage, mit der viele Benutzer bei der Auswahl einer Kamera für ihre Anwendung konfrontiert sind. Die überwiegende Mehrheit der Farbsensoren verwendet einen optischen Filter an jedem Pixel, um das einfallende Licht in eine Reihe von Farben zu zerlegen. Dies wird gemeinhin als Bayer-Filter bezeichnet.

Da mehr Pixel erforderlich sind, um Farbe zu erkennen, liefern diese Sensoren eine geringere effektive Auflösung als ihre monochromen Gegenstücke. Farbsensoren wären für Anwendungen geeignet, die eine Farbsegmentierung oder -klassifizierung erfordern. Monochrom-Sensoren sind jedoch besser für Anwendungen mit hoher Genauigkeit, wie Metrologie oder Barcode-Scanning.

Unterschied zwischen Rolling-Shutter- und Global-Shutter-Sensoren

Industriekameras sind oft mit einer Reihe von Rolling-Shutter-Sensoren und Global-Shutter-Sensoren erhältlich.

Ein Global-Shutter-Sensor belichtet und samplet gleichzeitig. Das bedeutet, dass die Bildaufnahme für alle Pixel gleichzeitig beginnt und stoppt.

Ein Rolling-Shutter-Sensor belichtet und samplet jedoch sequentiell, was bedeutet, dass jede Zeile des Bildes zu einem anderen Zeitpunkt gesampelt wird, was zu verzerrten Bildern führt, wenn ein sich bewegendes Objekt vorhanden ist.

Angesichts dieser Unterschiede werden Rolling-Shutter-Sensoren für Anwendungen mit geringem Budget und stationären Zielen oder Zielen, die sich mit sehr geringen Geschwindigkeiten bewegen, wie z.B. Biowissenschaften oder Metrologieanwendungen, empfohlen.

Auf der anderen Seite werden Global-Shutter-Sensoren für Hochgeschwindigkeitsanwendungen mit mittelschnell bis schnell bewegten Zielen empfohlen, wie z.B. Sportanalysen, Broadcasting, AOI und Fehlererkennung auf sich bewegenden Förderbändern.

Alle oben genannten Informationen wurden in den Datenblättern unserer Kameras sorgfältig detailliert, die auf unserer Website verfügbar sind, um die Entscheidung bei der Auswahl des optimalen Bildverarbeitungskameramodells für Ihre industrielle Anwendung zu erleichtern.