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机器视觉系统的图像获取设备分类详解
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时间:2014-05-29 14:13:44

 

        随着CCD技术的发展进步, CCD工业相机逐渐呈现出集成化、智能化、数字化的发展趋势。CCD是目前机器视觉系统最为常用的图像传感器。它集光电转换及电荷存贮、电荷转移、信号读取于一体,是典型的固体成像器件。CCD的突出特点是以电荷作为信号,而不同于其它器件是以电流或者电压为信号。这类成像器件通过光电转换形成电荷包,而后在驱动脉冲的作用下转移、放大输出图像信号。

        目前,以CCD技术为核心的图像获取设备可以分为两类:

        1、由CCD摄像头、图像采集卡和计算机组成的图像采集系统,利用图像采集卡把CCD传来的模拟图像信号转换为数字图像信号并传送给计算机处理;

        2、由CCD相机本身带有的数字化设备直接将数字图像信号通过端口传送给计算机。

第一类是经典的图像采集系统,在图像采集的应用中一直居于主导地位。但是,性能较好的采集卡价格昂贵,同时由于需求不同,常常需要对采集卡进行二次开发,而大多采集卡生产厂家封装了自己的函数和链接库,因此在二次开发时对开发人员的专业素质要求较高。近年来随着CCD相机技术的不断进步,以数码相机为代表的第二类图像采集设备以其方便快捷、采集速度快、高分辨率、高性价比等特点受到人们的广泛关注,已经在一些领域取得了很好的应用。

        对于第二类图像采集设备,由于是CCD相机直接提供数字信号,因此可以获得高品质的图像,但同时,也对图像数据的传输速率提出了较高的要求。一般CCD输出可以遵循USB、1394、GIGE千兆网、Camera Link等多种类型的接口。

        其中,USB接口的工业相机,是目前最为普通的类型。许多厂商都生产此接口的相机。连我们常用的摄像头,也都是USB接口的。其优点是所有电脑都配置有USB接口,方便连接,不需要采集卡;1394接口,传输速度也比较稳定。但是1394接口不太方便的地方是其未能普及,因此电脑上通常不包含其接口,因此需要额外的图像采集卡;千兆网接口的工业相机,应用中还是非常多的。一般来讲,连接到千兆网卡上,即能正常工作。但是需要注意一些特殊的细节,如早期的NI的软件,可能对千兆网卡的芯片有要求,需要使用INTEL的芯片才可以正常驱动GIGE相机,而使用如Realtek的芯片网卡,就无法响应。另外在千兆网卡的属性中,也有与1394中的Packet Size类似的巨帧。设置好此参数,可以达到更理想的效果;amera Link接口的相机,实际应用中比较少。不过其传输速度是目前的工业相机中最快的一种总线类型。一般用于高分辨率高速面阵相机,或者是线阵相机上。

        近几年来高分辨率工业相机使用范围越来越广,在视频会议、纺织印染、高精度电子制造、生物医学等领域都有涉足,在行业应用中也占据着不可替代的地位。

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