如何選擇圖像采集卡-趙旭

如何選用圖像采集卡

摘要：介紹圖像采集卡的選用。

　    隨著市場上越來越多的視覺板卡，及配套的軟件包大量涌現。相信大家都會覺得，難以決定到底選用哪一家公司的產品才是*選擇。 
        在展開討論之前，首先要糾正一個普遍存在的錯誤觀念：即，在我們選用板卡的標準不是“好”與“壞”、“強”與“弱”，而是“適合”與“不適合”。一張設計出色的采集卡外加功能強大的軟件配套，自然是一個“好”的選擇。但如果在你的二次開發應用系統中，只用到了其軟件 包中一半的函數。那么，對于你們公司來說，整套產品雖然是“好”的產品，但卻不是適合的產品 
        1. 板卡硬件功能的對比 
        目前市場上的視覺板卡，主要可分為三類：一、視覺采集卡。這就是我們zui提到的Frame Grabber。它zui主要的功能就是將相機中輸出的模擬圖象信號，轉換成數字信號，zui終傳至電腦中的內存中去；二、具有顯示功能的視覺卡。這種板卡，在上一種采集卡的基礎之中，又另加入了圖象顯示功能。即，可以將圖象直接顯示到任何顯示器上；三、自帶處理器的板卡。這種板卡本身就帶有處理器，進行圖象處理工作的程序，不必在電腦中而可以直接在板卡上運行。 
        由于以上三種板卡在硬件上就有很大不同，很難作橫向對比。因此我們僅就板卡一些常見的功能作分析對比。 
        · 相機支持：隨著市場上各種新功能相機的出現，板卡與相機的匹配問題便更加顯得重要了。一、制式。CCD相機有各種不同制式，如CCIR、RS170等等。確定板卡是否支持所有制式的信號；二、異步信號。異步信號可以節省拍照時間。不過在選用具有異步信號功能的相機之前，首先要確定板卡也有此功能。這一功能對于運行速度要求*的系統來說，至關重要。以RS170為例，如果沒有這一功能，系統等待拍照的時間為0～40毫秒；三、逐行掃描。 越來越多的系統會使用到逐行掃描相機，因此要首先知道板卡是否支持這種相機；四、多分辨率支持。不是每張板卡都可以支持所有分辨率的相機；五、多頻道。多數板卡，都可以同時控制二個以上的相機。至于，其他一些不常見的功能，如時鐘功能等，這里略過不提。 
        · 燈源激發：相當多的板卡帶有燈源激發功能。這不僅縮短了系統總體運行的時間，簡化了編程人員的工作。更重要的在于，這一功能可以更加有效地使燈源與相機同步工作。 
        · 圖象存儲：大家已經知道，相機拍照的時間zui多為40毫秒，而系統對于圖象進行分析、測量的時間則要漫長得多。因此，在實際操作中，常常會出現相機“等待”電腦的情況。因此，一些板卡便另設有一些內存，作為圖象的緩沖區。即，在前一幅圖象尚未分析完之間，接下來相機所傳來的圖象，暫時存放到緩沖區中。之后，再以*先出的方式，逐一送至電腦內存。不過，關于板卡的這一硬件功能，市場上有兩個全然相反的評價。 
        · 其他參數：如，信號轉換速度等。 
        2. 板卡軟件包的對比 
        面對不同公司的視覺軟件包時，該如何作出正確的選擇？根據上面所講“軟件包的基本功能與構成”一節，就其中較重要的部分，下面我們一一作出分析。 
        我們首先要考慮的問題是：哪一家公司的軟件更加容易使用，即在此軟件包基礎上作二次開始，是否容易上手、能否縮短開發時間。從以下幾個方面來考慮： 
        · 開發硬件環境：此軟件包在你公司所選用的電腦硬件系統下是否能正常運行。如，是否支持PCI接口、顯示卡等。 
        · 開發操作系統；此軟件包在你們公司所選用的操作系統下能否正常運行。如，是否支持WIN2000，Linux等等。 
        · 開發語言：此軟件包是否適用于你們公司所選用的開發語言。如，使用VC＋＋，VB、CPB、DELPHI等語言作二次開發，是否簡單易用。 
        當然我們還要對比不同公司的軟件包，在圖象處理方面的功能的優劣。 
        · 邊緣尋找功能：邊緣尋找，是圖象處理中zui為基本也是zui為常用的工具。此功能主要以下幾個參數作對比：一、精度?？梢圆殚嗆浖漠a品介紹或是使用說明；二、穩定性?？墒褂貌煌瑘D象對軟件進行實際測試，如，進行GR&R測試；三、多樣性。是否能夠應付各種不同的實際情況。如，不同形狀的邊緣尋找，不同明暗情況下的邊緣尋找等等；四、速度。可在統一的情況下（如，使用同一圖象）對不同系統進行實際測試。 
        · 目標定位功能：目標定位功能，是圖象處理中另一基本且常用的工具。同樣有以下幾個參數作對比：一、精度?？梢圆殚嗆浖漠a品介紹或是使用說明；二、穩定性。可使用不同圖象對軟件進行實際測試；三、速度。對于目標定位功能來說，其運行速度的快慢，可以認為是其軟件水平高低的直接標志之一。可在統一的情況下（如，使用同一圖象、同一速度電腦）對不同系統進行實際測試；四、操作復雜程度。由于目標定位功能比邊緣尋找功能在算法上要復雜得多，這就使得此功能參數設置的繁簡程度，會直接影響二次開發的難易。 
        · 圖象欲處理功能：圖象欲處理功能（如，二值化、邊緣銳化、反差調節等等），可以提高圖象分析速度、簡化分析工程。 
        · 字符讀取功能（OCR）：對于那些主要應用于各種字符讀取的視覺系統來說，此功能尤為重要。 
        · 數據讀取功能：目前，絕大多數公司的軟件包中，都帶有條形碼、二維碼的讀取功能。大家所要注意的是，不同軟件應付在不良情況的能力，如，光源不足、圖象不清、源碼殘缺等情況。 
        · 圖象緩沖功能：與板卡的“圖象存儲”功能相似，這一功能的主要目的，是為了緩解拍照與運算時間上不同步的矛盾。與板卡上硬件緩沖區所不同的是，這一功能純由軟件來實現。通常的概念是，在內存中開辟一固定空間，從板卡傳來的圖象信號，在電腦分析完之前都會按序存在這一空間里。每幅圖象地址的指針，另存在一堆棧中。圖象以*先出的方式清除。 
        · 實際應用功能：很多公司，為了適應越來越激烈的市場競爭，在原有的底層軟件基礎上，又開發出可應用于某一特定領域的軟件包，以方便這一行業中的視覺二次開發商。如，半導體行業中BGA檢測工具；顯示器生產業中的顯示檢測工具；機器手行業中的系統定位工具等等。 
        · 接口功能：軟件包是否能夠方便地與其他軟件或控件接口，一起運行。 
        · 其他輔助功能：除以上所講的各功能以外。各視覺公司又各自開發出一些其他非圖象處理的軟件工具，以方便使用。如，數據分析工具（SPC）、圖象顯示工具、畫圖工具等等。 
        3. 應用系統開發時限及功能 
        在對該選用哪家公司板卡的問題上，作出決定之前。我們還要考慮公司所要開發的目標系統，要擁有哪些功能？在確定了系統這些功能之后，接下來要考慮這些功能是否要由自己來完成，還是使用板卡公司所提供的底層軟件包，等等一系列的問題。 
        下面，我們就將這些問題按思考步驟綜合一下： 
        a) 系統功能：首先確定所要開發的系統，應該有哪些基本功能。 
        b) 開發時限：再根據項目的具體要求，確定系統開發周期。 
        c) 開發商支持：軟件包開發商是否有詳盡的使用說明；是否能提供足夠的源代碼；如果在本地區有人員；人員是否會說中文--如果不會，你們的開發人員是否能與他們很好地溝通。 
        d) 人力資源：考慮能夠參與開發工作的人力資源，包括：編程能力、機器視覺知識等等方面。考慮這個問題，是因為通常選用功能完備的軟件包，并不一定能縮短開發時間，但卻能夠簡化開發工作，使源程序便于優化。 
        e) 分析軟件包功能：確定軟件包所提供的工具，是否能夠支持系統所要求實現的功能。 
        f) zui后決定：根據系統所要實現的功能--哪家公司的軟件包，能夠覆蓋zui多的系統功能；項目要求的開發時間--哪家公司的軟件zui容易使用、開發周期zui短；公司的人力資源--哪家公司的軟件包，你公司開發人員的水平。綜合以上各點zui決定：哪家的公司的板卡及軟件包，你。