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機器視覺系統中為什麼要用到圖像采集卡?5分鐘看懂!

作者:機器視覺知識推薦官

來源:MookLab馬克拉伯

機器視覺技術是目前工業生産檢測實作自動化、智能化的重要應用。機器視覺系統分為圖像采集與圖像處理兩大闆塊,圖像采集卡就是連接配接這兩大闆塊的重要元件。

機器視覺系統中為什麼要用到圖像采集卡?5分鐘看懂!

機器視覺系統圖像采集部分主要由LED光源、工業鏡頭以及工業相機互相配合,圖像處理部分則是由圖像處理軟體來實作,是以,在原理結構上,圖像采集卡連接配接着工業相機與圖像處理軟體。

機器視覺系統中為什麼要用到圖像采集卡?5分鐘看懂!

圖像采集卡常用概念

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1、A/D轉換

圖像采集卡可以實作模拟信号向數字信号的轉換,稱為A/D轉換,相應的實作轉換的元件被稱之為A/D轉換器。

2、傳輸通道數

為了滿足生産需要,圖像采集卡有了同時對多個相機進行A/D轉換的功能。傳輸通道數就是指的就是利用同一塊圖像采集卡同時進行轉換的數目,目前市場上研發生産的采集卡可選傳輸通道有單通道、雙通道、四通道等模式。

3、采樣頻率

采樣頻率是圖像采集卡在采集圖像資訊時的頻率,反映了采集卡處理圖像的速度與能力。

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4、幀和場

一個視訊信号可以通過一系列幀進行漸進采樣,也可以通過對一個序列的隔行掃描場進行隔行掃描采樣,而在這個隔行掃描采樣的視訊序列裡,一幀的一半的資料是在每個時間采樣間隔進行采樣的。

如何選擇采集卡

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1、接口制式,資料格式

接口制式包括數字(Camera Link、LVDS/RS422)、模拟(PAL、NTSC、CCIR、RS170/EIA、非标準模拟制式)一定與視覺系統所選用相機一緻。

2、數字化精度

模拟采集卡的數字化精度主要包括兩個方面:

(1)像素抖動

像素抖動是因為圖像采集卡的A/D轉換器的采樣時鐘有誤差,産生的像元位置有微小錯誤,導緻對距離測量的錯誤。

(2)灰階噪音

圖像采集卡的數字化轉換的過程包括對模拟視訊信号的放大和對其亮度(灰階值)進行測量。

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3、 資料率大小

計算數字采集卡的資料率是否滿足系統的要求可按下列公式計算:

Data Rate(Grabber)>1.2 * Data Rate(Camera)

Data Rate(Camera)=R * f * d / 8

式中Data Rate(Grabber)為采集卡的資料率,Data Rate(Camera)為相機的資料率,R為相機的分辨率,f為相機的幀頻,d為相機的數字深度(或稱灰階級)。

4、Memory大小, PCI總線的傳輸速率

PCI總線可支援BUS Master裝置以132MB/s突發速率傳輸資料。而其平均持續資料傳輸率一般在50-90MB/s。

5、相機控制信号及外觸發信号

外觸發:由外部事件啟動采集的過程。

同步觸發:不改變相機與闆卡之間的同步關系,采集從下一個場有效信号開始。

異步觸發:改變相機與闆卡的同步關系,采集從相機複位後的第一個場有效信号開始。

當視覺系統要對運動中目标進行檢測時,相機和采集卡必須要具備異步觸發的功能。

機器視覺系統中為什麼要用到圖像采集卡?5分鐘看懂!

6、硬體系統的可靠性

硬體的可靠性在生産系統中是十分重要的,由裝置故障而停産造成的損失遠遠大于裝置本身。

(1)選擇具有更低功耗的采集卡。一塊複雜具有更多器件的卡會比器件較少的卡耗散更多的熱量。

(2)過壓保護是可靠性的一個重要名額。在視訊輸入端和I/O口加過壓保護電路可保護采集卡不會被工業環境電磁幹擾會産生的高壓擊穿。

7、支援軟體的功能

考慮視覺系統要選用的軟體與采集卡是否相容。随着機器視覺技術的不斷發展,采集卡的技術不斷加強,功能不斷更新。選擇适合視覺系統的采集卡對一個視覺系統正常運作起到關鍵性作用。

—版權聲明—

僅用于學術分享,版權屬于原作者。