机器视觉中如何选择合适的图像采集卡 |
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机器视觉技术广泛应用于工业生产检测、医疗、交通等领域助力实现自动化、智能化。整个机器视觉系统可分为图像采集和图像处理两大模块。而图像采集卡是图像数据采集部分和处理部分的接口,起着重要作用。 在机器视觉系统中,图像采集部分主要由工业相机、工业镜头以及光源组合而成,而图像处理部分则是由图像处理软件来实现。图像采集卡可理解为工业相机(视频源)和计算机(软件)之间的接口。图像采集卡采集到的图像供计算机或者其它处理器处理。 01 图像采集卡的原理 首先相机及光学系统“看”到的真实世界的具体部分作为光信号。然后CCD或者CMOS芯片将光信号转化为电信号。相机将视频信号以一定的格式或者协议输出至图像采集卡。每个像素独立的把光强以灰度值(Gray Level)的形式表达。这些光强值从CCD 或者CMOS芯片的矩阵中被转移存储在内存的矩阵数据结构中,图像采集卡就是转移的中介。 02 图像采集卡的常用参数 A/D转换 图像采集卡可以实现模拟信号向数字信号的转换,对于整个机器视觉系统的图像采集工作起着重要的作用。而机器视觉系统图像采集卡的这一模数转换,称为A/D转换,相应的实现转换的组件被称之为A/D转换器。 采样频率 采样频率反映了采集卡处理图像的速度和能力。在进行图像采集时,需要注意采集卡的采样频率是否满足要求。 板上帧存(分辨率) 它决定采集卡能支持的最大点阵,反映了其分辨率的性能,即所能支持的相机最大分辨率。 传输通道数 采集卡同时采集多个相机图像的能力。在实际应用中有时需要多台视觉系统同时运作,才能保证一定的生产效率。因此,为了可以满足系统运行的需要,图像采集卡需要同时对多个相机进行A/D转换。目前市场上常见的采集卡可选传输通道有单通道、双通道、四通道等模式。 03 图像采集卡分类 依据输入信号类型分为 模拟图像采集卡和数字图像采集卡,我们常说的千兆网卡、USB采集卡就是数字图像采集卡。 依据功能分为 单纯功能的采集卡和集成图像处理功能的采集卡。 随着图像处理算法、图像工作站、GPU技术和智能相机的不断发展,集成图像处理功能的采集卡的生存空间越来越小,并且图像处理功能越来越单一。 常见的采集卡接口 04 图像采集卡的选择 选择图像采集卡考虑要素: 根据信号接口形式 相机与采集卡的视频信号接口(类型)一致,模拟信号接模拟采集卡;数字信号接数字采集卡。模拟数字接口和数字信号接口。模拟信号接口有BNC、莲花头、S-video。数字信号接口有CameraLink、Gigabit Ethernet (GigE)、CoaXPress(CXP)、CLHS、USB 3.0 & 2.0等。 采样帧率 采集卡的数据采样频率≥相机数据输出频率。 采集卡的数据采样频率必须满足的要求可按照下式计算: 模拟采集卡点频≥1.2XR*FPS 数字采集卡点频≥相机点频 注:R为相机的分辨率,FPS为相机的帧频 软件开发包 所选的采集卡要具有稳定、简单、易用,功能强大,移植性好的特点。另外产品线完善,便于升级换代。 除了以上几点考虑要素,价格因素也很重要。 |
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