機器視覺中圖像采集卡的功能與應(yīng)用

機器視覺技術(shù)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)檢測、醫(yī)療、交通等領(lǐng)域助力實現(xiàn)自動化、智能化。整個機器視覺系統(tǒng)可分為圖像采集和圖像處理兩大模塊。而圖像采集卡是圖像數(shù)據(jù)采集部分和處理部分的接口，起著重要作用。

在機器視覺系統(tǒng)中，圖像采集部分主要由工業(yè)相機、工業(yè)鏡頭以及光源組合而成，而圖像處理部分則是由圖像處理軟件來實現(xiàn)。圖像采集卡可理解為工業(yè)相機（視頻源）和計算機（軟件）之間的接口。圖像采集卡采集到的圖像供計算機或者其它處理器處理。

01圖像采集卡的原理

首先相機及光學(xué)系統(tǒng)“看”到的真實世界的具體部分作為光信號。然后CCD或者CMOS芯片將光信號轉(zhuǎn)化為電信號。相機將視頻信號以一定的格式或者協(xié)議輸出至圖像采集卡。每個像素獨立的把光強以灰度值(Gray Level)的形式表達。這些光強值從CCD 或者CMOS芯片的矩陣中被轉(zhuǎn)移存儲在內(nèi)存的矩陣數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，圖像采集卡就是轉(zhuǎn)移的中介。

02圖像采集卡的常用參數(shù)

A/D轉(zhuǎn)換

圖像采集卡可以實現(xiàn)模擬信號向數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，對于整個機器視覺系統(tǒng)的圖像采集工作起著重要的作用。而機器視覺系統(tǒng)圖像采集卡的這一模數(shù)轉(zhuǎn)換，稱為A/D轉(zhuǎn)換，相應(yīng)的實現(xiàn)轉(zhuǎn)換的組件被稱之為A/D轉(zhuǎn)換器。

采樣頻率

采樣頻率反映了采集卡處理圖像的速度和能力。在進行圖像采集時，需要注意采集卡的采樣頻率是否滿足要求。

板上幀存（分辨率）

它決定采集卡能支持的最大點陣，反映了其分辨率的性能，即所能支持的相機最大分辨率。

傳輸通道數(shù)

采集卡同時采集多個相機圖像的能力。在實際應(yīng)用中有時需要多臺視覺系統(tǒng)同時運作，才能保證一定的生產(chǎn)效率。因此，為了可以滿足系統(tǒng)運行的需要，圖像采集卡需要同時對多個相機進行A/D轉(zhuǎn)換。目前市場上常見的采集卡可選傳輸通道有單通道、雙通道、四通道等模式。

03圖像采集卡分類

依據(jù)輸入信號類型分為

模擬圖像采集卡和數(shù)字圖像采集卡，我們常說的千兆網(wǎng)卡、USB采集卡就是數(shù)字圖像采集卡。

依據(jù)功能分為

單純功能的采集卡和集成圖像處理功能的采集卡。

隨著圖像處理算法、圖像工作站、GPU技術(shù)和智能相機的不斷發(fā)展，集成圖像處理功能的采集卡的生存空間越來越小，并且圖像處理功能越來越單一。

常見的采集卡接口

04圖像采集卡的選擇

選擇圖像采集卡考慮要素：

根據(jù)信號接口形式

相機與采集卡的視頻信號接口(類型)一致，模擬信號接模擬采集卡;數(shù)字信號接數(shù)字采集卡。模擬數(shù)字接口和數(shù)字信號接口。模擬信號接口有BNC、蓮花頭、S-video。數(shù)字信號接口有CameraLink、Gigabit Ethernet (GigE)、CoaXPress(CXP)、CLHS、USB 3.0 & 2.0等。

采樣幀率

采集卡的數(shù)據(jù)采樣頻率≥相機數(shù)據(jù)輸出頻率。

采集卡的數(shù)據(jù)采樣頻率必須滿足的要求可按照下式計算:

模擬采集卡點頻≥1.2XR*FPS

數(shù)字采集卡點頻≥相機點頻

注:R為相機的分辨率，F(xiàn)PS為相機的幀頻

軟件開發(fā)包

所選的采集卡要具有穩(wěn)定、簡單、易用，功能強大，移植性好的特點。另外產(chǎn)品線完善，便于升級換代。

除了以上幾點考慮要素，價格因素也很重要。如果你想了解更多圖像采集卡的型號和信息，敬請聯(lián)系。