图像采集卡

news/2025/1/18 4:52:15/

 

图像采集卡的工作原理、发展历史及在机器视觉系统中的地位

ROC先生:目前常用的采集卡主要分图象采集卡和视频压缩卡;图像采集卡按照信号方式分为模拟卡和数字卡;模拟采集卡的 主要功能就是A/D转换和数据传输。国内开发公司主要是大恒、中自、微视三家,应该说大家都是源于一家--中科院自动化所。目前每个公司主要的研究方向还 是图像采集卡,但也开始涉及摄像头等产品。目前广东有很多采集卡生产厂;同时国外的数字图像卡厂家也在生产, 如matrox、EPIX 、Euresys、Coreco、I2S。有人强调,I2S的板卡好像不在国内销售 ,只要针对欧洲市场

 

 

图像采集卡在机器视觉系统中的地位

机器视觉:应该说图像采集卡在机器视觉系统中起到一个桥梁作用。虽然有些数字摄像机如USB2.0的摄像机已经不需要特 殊的图像采集卡了,但大多少专业的机器视觉系统还是要使用专门的采集卡。这里就要谈谈数字采集卡的分类。数字采集卡大概有几种类型,主要是按图像数据传输 格式划分,通用的有1394卡,前几年常用的有 channel Link 格式的,RS-644 ;最新出现的有千兆网形式的,有把CameraLink转为千兆网传输的,也有直接是千兆网传输的摄像机。图像采集卡在机器视觉系 统中有时也起到控制作用,比如原来Matrox的meteorII,就没有外触发控制功能,使用起来非常不方便,现在大多卡都可以直接使用外触发采图控 制,这样就可以准确地采集图像了,比如流水线上有物体过来时才进行图象采集,这就需要外触发控制,能控制不仅可以提高准确性,也能减少对计算机资源的占用 还有。采集控制对图象质量也有一定的影响,这就是采集卡的控制使用了。

 

采集卡的好坏如何评判

深思熟虑:卡好不好不是仅仅从功能角度来评价的,SDK也是需要考虑的一个因素,还有兼容性问题等等,现在的 CameraLink形式的好像兼容性大大提高了。兼容性,不仅仅是与摄象机之间的,还有与底板之间的,还有1394形式兼容性也很好,甚至有时会遇到与 显示之间的兼容性问题,这就是系统设计的问题啦,原来模拟形式的卡兼容性的问题更严重些 ,有时,显卡、主板等对卡的兼容性也会产生影响。另外,在选择采集卡的时候,根据自己功能需要,同时注意兼容性问题和开发方便性就好。

 

图像采集卡与图像处理软件的关系

在这个问题上,专家们认为,图象采集卡主要是图象采集功能,采集方式通常软件控制,至于图象进一步处理,通常是在图象采集之后进行的,图像卡所 带的SDK直接影响图像采集控制软件的设计方式。模拟采集卡会影响图像质量,一般数字卡不会,数字采集卡一般只是把数字摄像机采集好的图像数据传输到处理 器内存中而已。数字卡要说对图像质量的影响只能说是在抗干扰方面做的好不好啦。比如会丢帧或数据破坏。至于数据破坏问题,一般会在资源占有不合理时候会存 在。与外界信号干扰及数据线长度有很大关系。丢帧主要是速率问题。那就要在系统设计方面下功夫了。图像产生锯齿通常是分辨率问题。这个问题就涉及到具体的 摄像机和卡的型号啦。

 

关于千兆网卡的发展

千兆网卡是个很好的东西,但目前好像可靠性还有待提高。千兆网除了高速外,还有一个优点就是抗干扰,安全和长度方面目前 没有限制,而且可以多机并行处理。工业现场比较复杂,尤其有很多外界的信号干扰,如果这个时候使用的是非屏蔽线就可能遇到数据破坏问题。至于千兆网卡的距 离传输问题,能传多远要看好几方面的因素, 如外界干扰、交换机、网线、网卡、cameraLink线等都会影响传输距离。CameraLink线的质量也非常重要,国产的一般不能用。光纤的连接有 活动连接和固定连接,处理不好都会影响。

相机外同步和内同步问题讨论

专家介绍说,外同步通常是针对外部信号触发控制使用,应该是多相机同步采集时吧,一般做工业现场的在线视觉系统都会尽量 用外同步信号采图,外触发采图可以精确到微妙级,单相机外触发采集也存在同步问题。尤其是高速运动目标的检测。单相机外触发采集也存在同步问题,这样才能 准确地在目标到来的一瞬间采集到图像,而软件控制采集的时间准确性则差得比较多。相机和光源之间是另外一回事,与采集卡的关系并不大。

图像采集卡的技术发展现状与发展趋势

ROGER:低端的采集卡是否会被标准数字接口取代的问题,似乎存有争议。有人认为,只要标准的模拟相机存在,低端采集卡就会存在。在国内低端的设备还 是大有市场的,除非高端的把价格降下来。而张裕认为,对于低端采集卡的市场前景并不是很乐观。据数据统计,虽然采集卡的数量一直到2009年都会持续增 长,但是边际利润却再不断下降。而且,IEEE1394发展也比较迅猛,千兆网卡的应用时代也很快会到来。当然,数字相机如何应用在工业领域还是会存在一 些问题。同时,采集卡的应用发展还要受到控制和成本的问题。在特定的领域里,采集卡还是唯一的选择。相信在相当长的时期内,工业流水线还是需要大量的模拟 卡。而且采集卡在高校和科研机构还是很有市场的,他们不需要工业环境。另外,模拟摄像机在监控方面用得量很大,所以很便宜,在低成本方面模拟像机还是会有 优势的。当然,从长远发展看,智能像机将会对低端设备产生很大冲击,因而对采集卡市场是不小的冲击。

 

 

至于国内的技术发展,可以说,国内公司完全有能力开发自己的数字采集卡和摄像机。我们有很好的研发队伍,但变不成商品。 国内的研发带有一定的盲目性,也是现实。不是制造能力差,是缺乏制造精品的意识。国内研发在用户接口界面上也存在一定的问题。变不成商品的主要因素是产品 层次不合理,所以不知道该怎么制造了。应该说研发与制造都有问题吧。研发投入是一个问题,国内主要还是为了产品而开发,国外却更多是基于应用而开发。但我 认为目前国内对有限的产品开发应该首先确立层次应用,这样才便于量产。如果不能提供很好的应用方案,成为主导怕很艰难。国内的工业自动化水平提高到一定阶 段,机器视觉行业才能有大发展。


http://www.ppmy.cn/news/125565.html

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