如何选用图像采集卡

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欢迎访问e展厅 展厅 10 机器视觉展厅 工业相机, 镜头, 视觉传感器, 图像采集卡, 视觉光源, ... 随着市场上越来越多的视觉板卡，及配套的软件包大量涌现。相信大家都会觉得，难以决定到底选用哪一家公司的产品才是最佳选择。 在展开讨论之前，首先要纠正一个普遍存在的错误观念：即，在我们选用板卡的标准不是“好”与“坏”、“强”与“弱”，而是“适合”与“不适合”。一张设计出色的采集卡外加功能强大的软件配套，自然是一个“好”的选择。但如果在你的二次开发应用系统中，只用到了其软件 包中一半的函数。那么，对于你们公司来说，整套产品虽然是“好”的产品，但却不是适合的产品 1. 板卡硬件功能的对比 目前市场上的视觉板卡，主要可分为三类：一、视觉采集卡。这就是我们最提到的Frame Grabber。它最主要的功能就是将相机中输出的模拟图象信号，转换成数字信号，最终传至电脑中的内存中去；二、具有显示功能的视觉卡。这种板卡，在上一种采集卡的基础之中，又另加入了图象显示功能。即，可以将图象直接显示到任何显示器上；三、自带处理器的板卡。这种板卡本身就带有处理器，进行图象处理工作的程序，不必在电脑中而可以直接在板卡上运行。 由于以上三种板卡在硬件上就有很大不同，很难作横向对比。因此我们仅就板卡一些常见的功能作分析对比。 · 相机支持：随着市场上各种新功能相机的出现，板卡与相机的匹配问题便更加显得重要了。一、制式。CCD相机有各种不同制式，如CCIR、RS170等等。确定板卡是否支持所有制式的信号；二、异步信号。异步信号可以节省拍照时间。不过在选用具有异步信号功能的相机之前，首先要确定板卡也有此功能。这一功能对于运行速度要求极高的系统来说，至关重要。以RS170为例，如果没有这一功能，系统等待拍照的时间为0～40毫秒；三、逐行扫描。 越来越多的系统会使用到逐行扫描相机，因此要首先知道板卡是否支持这种相机；四、多分辨率支持。不是每张板卡都可以支持所有分辨率的相机；五、多频道。多数板卡，都可以同时控制二个以上的相机。至于，其他一些不常见的功能，如时钟功能等，这里略过不提。 · 灯源激发：相当多的板卡带有灯源激发功能。这不仅缩短了系统总体运行的时间，简化了编程人员的工作。更重要的在于，这一功能可以更加有效地使灯源与相机同步工作。 · 图象存储：大家已经知道，相机拍照的时间最多为40毫秒，而系统对于图象进行分析、测量的时间则要漫长得多。因此，在实际操作中，常常会出现相机“等待”电脑的情况。因此，一些板卡便另设有一些内存，作为图象的缓冲区。即，在前一幅图象尚未分析完之间，接下来相机所传来的图象，暂时存放到缓冲区中。之后，再以先进先出的方式，逐一送至电脑内存。不过，关于板卡的这一硬件功能，市场上有两个全然相反的评价。 · 其他参数：如，信号转换速度等。 2. 板卡软件包的对比 面对不同公司的视觉软件包时，该如何作出正确的选择？根据上面所讲“软件包的基本功能与构成”一节，就其中较重要的部分，下面我们一一作出分析。 我们首先要考虑的问题是：哪一家公司的软件更加容易使用，即在此软件包基础上作二次开始，是否容易上手、能否缩短开发时间。从以下几个方面来考虑： · 开发硬件环境：此软件包在你公司所选用的电脑硬件系统下是否能正常运行。如，是否支持PCI接口、显示卡等。 · 开发操作系统；此软件包在你们公司所选用的操作系统下能否正常运行。如，是否支持WIN2000，Linux等等。 · 开发语言：此软件包是否适用于你们公司所选用的开发语言。如，使用VC＋＋，VB、CPB、DELPHI等语言作二次开发，是否简单易用。 当然我们还要对比不同公司的软件包，在图象处理方面的功能的优劣。 · 边缘寻找功能：边缘寻找，是图象处理中最为基本也是最为常用的工具。此功能主要以下几个参数作对比：一、精度。可以查阅软件包的产品介绍或是使用说明；二、稳定性。可使用不同图象对软件进行实际测试，如，进行GR&R测试；三、多样性。是否能够应付各种不同的实际情况。如，不同形状的边缘寻找，不同明暗情况下的边缘寻找等等；四、速度。可在统一的情况下（如，使用同一图象）对不同系统进行实际测试。 · 目标定位功能：目标定位功能，是图象处理中另一基本且常用的工具。同样有以下几个参数作对比：一、精度。可以查阅软件包的产品介绍或是使用说明；二、稳定性。可使用不同图象对软件进行实际测试；三、速度。对于目标定位功能来说，其运行速度的快慢，可以认为是其软件水平高低的直接标志之一。可在统一的情况下（如，使用同一图象、同一速度电脑）对不同系统进行实际测试；四、操作复杂程度。由于目标定位功能比边缘寻找功能在算法上要复杂得多，这就使得此功能参数设置的繁简程度，会直接影响二次开发的难易。 · 图象欲处理功能：图象欲处理功能（如，二值化、边缘锐化、反差调节等等），可以提高图象分析速度、简化分析工程。 · 字符读取功能（OCR）：对于那些主要应用于各种字符读取的视觉系统来说，此功能尤为重要。 · 数据读取功能：目前，绝大多数公司的软件包中，都带有条形码、二维码的读取功能。大家所要注意的是，不同软件应付在不良情况的能力，如，光源不足、图象不清、源码残缺等情况。 · 图象缓冲功能：与板卡的“图象存储”功能相似，这一功能的主要目的，是为了缓解拍照与运算时间上不同步的矛盾。与板卡上硬件缓冲区所不同的是，这一功能纯由软件来实现。通常的概念是，在内存中开辟一固定空间，从板卡传来的图象信号，在电脑分析完之前都会按序存在这一空间里。每幅图象地址的指针，另存在一堆栈中。图象以先进先出的方式清除。 · 实际应用功能：很多公司，为了适应越来越激烈的市场竞争，在原有的底层软件基础上，又开发出可应用于某一特定领域的软件包，以方便这一行业中的视觉二次开发商。如，半导体行业中BGA检测工具；显示器生产业中的显示检测工具；机器手行业中的系统定位工具等等。 · 接口功能：软件包是否能够方便地与其他软件或控件接口，一起运行。 · 其他辅助功能：除以上所讲的各功能以外。各视觉公司，又各自开发出一些其他非图象处理的软件工具，以方便开发者使用。如，数据分析工具（SPC）、图象显示工具、画图工具等等。 3. 应用系统开发时限及功能 在对该选用哪家公司板卡的问题上，作出决定之前。我们还要考虑公司所要开发的目标系统，要拥有哪些功能？在确定了系统这些功能之后，接下来要考虑这些功能是否要由自己来完成，还是使用板卡公司所提供的底层软件包，等等一系列的问题。 下面，我们就将这些问题按思考步骤综合一下： a) 系统功能：首先确定所要开发的系统，应该有哪些基本功能。 b) 开发时限：再根据项目的具体要求，确定系统开发周期。 c) 开发商支持：软件包开发商是否有详尽的使用说明；是否能提供足够的源代码；如果在本地区有技术支持人员；技术支持人员是否会说中文－－如果不会，你们的开发人员是否能与他们很好地沟通。 d) 人力资源：考虑能够参与开发工作的人力资源，包括：编程能力、视觉知识等等方面。考虑这个问题，是因为通常选用功能完备的软件包，并不一定能缩短开发时间，但却能够简化开发工作，使源程序便于优化。 e) 分析软件包功能：确定软件包所提供的工具，是否能够支持系统所要求实现的功能。 f) 最后决定：根据系统所要实现的功能－－哪家公司的软件包，能够覆盖最多的系统功能；项目要求的开发时间－－哪家公司的软件最容易使用、开发周期最短；公司的人力资源－－哪家公司的软件包，最适合你公司开发人员的水平。综合以上各点最决定：哪家的公司的板卡及软件包，最适合你。 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (1/7/2009)