ความแตกต่างระหว่างกล้องแบบ Area Cameras และกล้องแบบ Line-scanning Cameras

กล้องสแกนพื้นที่ (Area scan cameras) และกล้องสแกนเส้น (Line scan cameras) มีความแตกต่างกันอย่างมากในด้านหลักการสร้างภาพ สถานการณ์การใช้งาน ฯลฯ ดังนี้:

1. ความแตกต่างหลัก: โครงสร้างและวิธีการสร้างภาพ

กล้องสแกนแบบพื้นที่ (Area Scan Cameras): เซ็นเซอร์เป็นระนาบสองมิติ (คล้ายกับเมทริกซ์) สามารถจับภาพสองมิติที่สมบูรณ์ได้ในหนึ่งการเปิดรับแสง ตัวอย่างอุปกรณ์ที่ใช้ในชีวิตประจำวัน เช่น โทรศัพท์มือถือและกล้อง SLR จัดอยู่ในประเภทกล้องสแกนพื้นที่

กล้องสแกนเส้น (Line Scan Cameras): เซ็นเซอร์เป็นเส้น (อาร์เรย์หนึ่งมิติ) ต้องทำงานร่วมกับการเคลื่อนที่ของวัตถุหรือกล้อง (เช่น การเคลื่อนที่ของสายพานลำเลียง การสแกนของกล้อง) เพื่อเก็บภาพทีละเส้นจากนั้นจึงต่อกันเป็นภาพสองมิติ เปรียบเสมือนการกวาดพื้นด้วยไม้กวาด ซึ่งจะสามารถกวาดให้ทั่วทั้งพื้นที่ได้ด้วยการเคลื่อนที่

2. ความแตกต่างในสถานการณ์การใช้งาน

กล้องสแกนแบบพื้นที่ (Area Scan Cameras): เหมาะสำหรับการถ่ายภาพวัตถุที่อยู่นิ่งหรือเคลื่อนที่ช้า เช่น รูปถ่ายบัตรประชาชน การตรวจสอบสินค้าคงที่ การถ่ายภาพในชีวิตประจำวัน เป็นต้น จุดเด่นของกล้องประเภทนี้คือการใช้งานง่ายและสามารถได้มาซึ่งภาพที่สมบูรณ์ได้อย่างรวดเร็ว

กล้องสแกนเส้น (Line Scan Cameras): เหมาะสำหรับการถ่ายภาพวัตถุเคลื่อนที่ขนาดใหญ่และมีความเร็วสูง เช่น การตรวจสอบผ้าและกระดาษแบบต่อเนื่อง การสแกนถนน การตรวจสอบคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่พิมพ์ออกมา ฯลฯ จุดเด่นคือให้ความละเอียดของภาพสูงกว่า และให้รายละเอียดชัดเจนกว่าในสถานการณ์ที่มีการเคลื่อนที่แบบยาวหรือต่อเนื่อง

3. D หลักการทำงานที่แตกต่างกัน

ความแตกต่างหลักในหลักการทำงานของกล้องแบบ Area Scan และกล้องแบบ Line Scan อยู่ที่โครงสร้างของเซ็นเซอร์และวิธีการสร้างภาพ โดยมีรายละเอียดดังนี้:

(1). หลักการทำงานของกล้องแบบ Area Scan

โครงสร้างเซ็นเซอร์: แกนหลักคือเซ็นเซอร์แบบแมทริกซ์พื้นที่สองมิติ (เช่น CCD หรือ CMOS) ซึ่งประกอบด้วยพิกเซลจำนวนมากที่จัดเรียงกันเป็นระนาบแบบตาราง (คล้ายกับตารางกริด)

ขั้นตอนการสร้างภาพ: เมื่อชัตเตอร์ถูกเปิด แสงจะส่องผ่านเลนส์ไปยังเซ็นเซอร์แบบแมทริกซ์พิกเซลทั้งหมดในเวลาเดียวกัน พิกเซลแต่ละตัวของเซ็นเซอร์จะรับแสงพร้อมกัน จากนั้นแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า เมื่อผ่านการประมวลผลแล้ว จะสร้างภาพสองมิติที่สมบูรณ์ (รวมถึงข้อมูลความกว้างและความสูง)

ลักษณะ: การรับภาพทั้งหมดสามารถทำได้ภายในหนึ่งครั้งของการเปิดชัตเตอร์ โดยไม่ต้องพึ่งพาการเคลื่อนที่จากภายนอก เหมาะสำหรับการจับภาพวัตถุที่อยู่นิ่งหรือเคลื่อนที่ช้า

(2). หลักการทำงานของกล้องแบบสแกนเส้น

โครงสร้างเซ็นเซอร์: แกนหลักคือเซ็นเซอร์แบบอาร์เรย์เส้นหนึ่งมิติ โดยพิกเซลถูกจัดเรียงในแนวเส้นตรง (มีเพียงแถวเดียวของพิกเซล)

ขั้นตอนการสร้างภาพ: เซ็นเซอร์แบบอาร์เรย์ไลน์สามารถเก็บข้อมูลภาพของเส้นตรงหนึ่งเส้นในแต่ละครั้ง (มีเฉพาะข้อมูลความกว้าง) โดยต้องอาศัยการเคลื่อนที่อย่างสม่ำเสมอของวัตถุ (เช่น การเคลื่อนที่โดยสายพานลำเลียง) หรือการเคลื่อนที่แบบสแกนของตัวกล้องเอง เพื่อให้เซ็นเซอร์สามารถเก็บภาพของแต่ละเส้นที่ตำแหน่งต่าง ๆ กันได้ทีละเส้น จากนั้นซอฟต์แวร์จะนำภาพเส้นต่อเนื่องเหล่านี้มาเชื่อมต่อกันเพื่อสร้างภาพสองมิติสมบูรณ์ (ความกว้าง + ความยาวที่เกิดจากการเคลื่อนที่)

ลักษณะ: อาศัยการทำงานร่วมกันของการเคลื่อนที่จากภายนอก เหมาะสำหรับการสร้างภาพของวัตถุที่ต่อเนื่อง มีความเร็วสูง หรือพื้นที่กว้าง และสามารถรักษาความละเอียดสูงไว้ได้แม้ขณะเคลื่อนที่

4. ความแตกต่างหลักอื่น ๆ

ความละเอียดและอัตราเฟรม: กล้องสแกนแบบเส้นมักมีจำนวนพิกเซลมากกว่าในทิศทางเดียว จึงสามารถสร้างภาพความละเอียดสูงได้แม้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง ส่วนกล้องสแกนแบบพื้นที่มีอัตราเฟรม (จำนวนภาพต่อวินาที) ที่ยืดหยุ่นกว่า เหมาะสำหรับการจับภาพชั่วขณะ

ต้นทุนและความซับซ้อน: กล้องสแกนแบบไลน์จำเป็นต้องติดตั้งอุปกรณ์ควบคุมการเคลื่อนไหว ทำให้ระบบมีความซับซ้อนมากกว่าและมีค่าใช้จ่ายสูงกว่า ในขณะที่ระบบกล้องสแกนแบบพื้นที่มีโครงสร้างง่ายกว่าและค่าใช้จ่ายต่ำกว่า