技術應用技術應用

在前幾期介紹DALSA Linea HS 32k相機（世界初のPixel Shift線掃描TDI相機）時，我們曾介紹像素偏移技術(Pixel Shift)在線掃描系相機上的應用。這一期，我們將為您介紹像素偏移技術在面掃描相機上的應用。

前篇文章中，我們整理了像素偏移技術的五大優點：
1.較深的景深。
2.同樣的FOV可獲得更高的解析度。
3.同樣的解析度可獲得更大的FOV。
4.可檢測更小的瑕疵。
5.和為了高解析度採用較小pixel size的感光元件比，有更好的Responsivity、Full Well、SNR和MTF。

這個技術應用在彩色面掃描相機上還有一個額外優點：抑制偽影—例如彩色摩爾紋或偽色，從而獲得較高色彩解析度的影像(True Color Image)。 這是因為彩色面掃描相機感光元件上使用的是拜爾陣列(Bayer Filter)，是使用插值方式來獲得影像，這種方式取得的影像，無法得到RGB三種顏色真正的組成數值。

圖片來源：Sony Electronics Asia Pacific

因此，採用像素偏移技術的彩色面掃描相機的一大特點是可以優化色彩表現，如下圖示意：

圖片來源：Stemmer-Imaging_Ultra-high resolution for industrial imaging

以LINX Taiwan代理的Vieworks相機為例，型號VNP-604MX是像素偏移相機的旗艦機型，最高解析度可以達到28384 × 21280的超高解析度、超大FOV，並透過拍攝獲得真實色彩的影像，就非常適合用來檢測Micro LED。

當然，要使用這個神兵利器也得付出一點代價。像素偏移技術的基本概念，是搭載相機感光元件的載台(Precise Piezoelectric Crystal Stage)可以進行1/2或1/3 pixel的位移，進行多次拍攝後取得多張影像，再至電腦端進一步處理。

由於它的基本概念是多圖疊加，所以使用像素偏移技術的重點就在於「穩定性」：在拍攝過程中，相機與被攝物必須保持完全靜止。系統的光學解析度越高，要求的穩定性就越高。至於多高的穩定性才夠？這取決於客戶的檢測軟體對影像模糊程度的容忍度。通常，1/4個pixel的偏移是可以被容忍的。

雖然隨著新的感光元件解析度越來越高，導致有些客戶會產生疑問，像素偏移技術到底是否必要？但這個疑問有一個非常重要的bug，就是忽略了相機必須與鏡頭搭配使用。如果現有鏡頭的成像圈(Image Circle)就是這麼大，表示相機感光元件尺寸也會因此受到限制，所以只能靠縮小像素來提高解析度。

但這裡還是有一點必須特別留意：像素偏移技術的第五個優點中，我們即可看出，一味縮小像素不見得是最好的選擇。選擇相機的重點，還是在於根據實際應用的需求，挑選小像素的高解析度相機、或是搭載像素偏移技術的相機。