工业相机丢帧的原因
在机器视觉系统中,许多视觉应用遇到了工业相机引起的帧丢失,严重影响了后续的图像处理。这是什么原因?如何解决这个问题?主要原因有三:
工业相机丢帧的原因
首先,可视化软件的原因
主要查看图像空间等待可视化软件进行计算,是否存在缓冲机制,以增加图像缓存的缓冲时间,从而可以处理程序的操作。如果图像在稳定操作下比CPU的整体处理速度更快地进入,则当缓存过载时,将发生帧丢失。
第二,工业相机本身
图像传感器首先将图像传送到工业相机的芯片,然后传送到PC。如果PC系统太忙而不能及时处理接收到的图像,并且图像传感器继续传送新图像,则工业相机必须有足够的存储器缓存,否则它将导致帧丢失。
第三、PC系统硬件原因
这里,PC硬件驱动程序有偏差。对于PC机来说,重要的事情是驱动程序的效率和CPU中内核模式的线程数。接收效率不高,工业相机没有足够的缓冲存储器。帧丢失也会发生。
工业相机出现掉帧现象的原因是数据通道被阻塞,无法进行技术处理。因此,当捕获新图像时,可以强制丢弃先前图像,或者强制丢弃新图像。为了解决这个问题,设计者需要精确地设计驱动和工业相机硬件数据传输的每个部分。
工业相机出现掉帧现象的原因是数据通道被阻塞,无法进行技术处理。因此,当收集新图像时,可以强制丢弃先前的图像,或者强制丢弃新图像。一般来说,工业相机的帧丢失与工业相机所使用的传输接口无关。无论是USB、1394、GigE还是相机链接,设计不当的驱动程序或工业相机硬件都是帧丢失的真正原因。原因。
如何解决帧丢失问题?
为了解决这个问题,设计者需要精确地设计驱动和工业相机硬件数据传输的每个部分。有三个地方阻止图像数据:
1、工业相机的一部分
图像传感器将图像传输到相机上的USB芯片,将USB传输到PC,如果PC系统忙于处理接收到的图像,并且图像传感器继续传输新的图像数据,则工业相机必须有足够的存储器缓冲区,反之亦然。
2、可视化软件程序部分
该可视化软件具有用于等待所计算的图像空间的缓冲机制,以便增加图像的缓冲以获得缓冲时间,从而可以处理程序的操作,但是如果操作稳定,则CPU的整体处理速度更快。比图像。速度很慢,当缓存总是超载时,就会出现帧丢失。
3、硬件PC系统部分
这部分偏向PC硬件驱动程序,与可视化软件程序无关。PC机接收的关键是驱动程序的效率,在内核模式下有多少线程处于CPU时间,接收效率不高,工业相机没有足够的缓冲存储器会导致帧丢失。
工业相机具有非常快的帧速率。事实上,只要有足够的容量来调整系统的“临时”忙碌,工业相机缓存就不会像PC程序那样扩大规模。USB工业相机将丢弃帧。只有一种情况,机器视觉软件比工业相机图像慢。软件缓存已满,无法存储新图像。但这是系统数据,而不是工业相机掉数据。在这种情况下,不管使用1394接口、USB接口或GigE接口的工业相机,任何接口的工业相机都将得到相同的结果。
因此,在购买工业相机时,必须详细检查其参数,并选择项目的实际要求,以避免发生掉帧事件。
工业相机丢帧现象怎么解决?
一般而言,工业相机丢帧与工业相机所采用的传输接口是没有关系的,无论是USB,还是1394、GigE、或者是cameralink,设计不良的驱动程序或工业相机硬件才是造成丢帧的真正原因,这对视觉检测造成了负面影响。
图像资料堵塞的问题有三个:
01
工业相机的部分
图像传感器传送图像到相机上的USB芯片,USB再传送给PC端,假如PC端系统太繁忙,来不及处理接收的图像,而图像传感器又继续传送新的图像资料,这时工业相机就要有满意的记忆体缓存,反之就会发生丢帧现象。
02
视觉软件程序部分
视觉软件关于等候计算的图像空间,有无缓冲的机制,以加大图像的缓存抢夺缓冲的时间,让程序的运算来得及处理,但若安稳的运作情况下,CPU的整体处理速度比图像进来的速度慢,那缓存总有超载的时间,就会有丢帧的情况发生。
03
硬件PC系统部分
这部分偏重PC硬件驱动程序,跟视觉软件程序无关,PC端的接收要害就是驱动程序的功率,以及WINDOWS有多少内核方式下的线程在分割CPU的时间,接收的功率欠好,工业相机又没有满意的缓冲记忆体,就会构成丢帧的现象。
工业相机丢帧现象怎么解决?(思诺威视)
工业相机的帧速非常快,实际上工业相机的缓存不会像PC的程序可以无限制的加大,只要有足够的容量用以调节系统“暂时”的繁忙就够了。USB工业相机会丢帧,只有一种情况就是机器视觉软件运算的速度比工业相机图像进来的速度还慢,时间长了软件缓存堆满了,无法再存放新图像但这是系统掉资料,不是工业相机掉资料。在这种状况不论使用1394接口的工业相机,还是USB接口,又或者是GigE接口,任何接口的工业相机都会得到相同结果。
典型的机器视觉系统主要由光源、镜头、工业相机、图像采集卡或图像处理器,以及控制输出单元等硬件构成。其中,工业相机是机器视觉系统核心的组件,其本质的功能就是将光信号转变成为有序的电信号,再将该信号模数转换并送到处理器后以完成图像的处理、分析和识别。选择合适的工业相机是机器视觉系统设计的重要环节,工业相机类型不仅直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量,同时也与整个系统的运行模式直接相关。
工业相机有多种分类方法,比较常见有:按感光芯片的类型分CCD(电荷耦合器件)和CMOS(互补金属氧化物半导体),根据输出色彩分为黑白和彩色,按像元的排列方式可分为线阵和面阵,按成像维度可为二维(2D)和三维(3D)等。本文将针对这四类分法,研究和讨论工业相机的基本原理及技术发展。
工业相机的主要参数简介
1、像素数:指的是工业相机CCD传感器的像素数,对于一定尺寸的CCD芯片,像素数越多则意味着每一像素单元的面积越小,因而由该芯片构成的工业相机的分辨率也就越高;
2、分辨率:是衡量工业相机优劣的一个重要参数,它指的是当工业相机摄取等间隔排列的黑白相间条纹时,在监视器上能够看到的多线数。
3、照度:也是衡量工业相机优劣的一个重要参数,有时省掉“”两个字而直接简称照度。它指的是当被摄景物的光亮度低到一定程度而使工业相机输出的视频信号电平低到某一规定值时的景物光亮度值;
4、信噪比:也是工业相机的一个主要参数。其基本定义是信号对于噪声的比值乘以20log。CCD工业相机的信噪比的典型值一般为45---55dB;
5、自动光圈接口:目前在市场上见到的标准CCD工业相机大都带有驱动自动光圈镜头的接口,有些可同时提供两种驱动方式(视频驱动、直流驱动)视频驱动方式是指工业相机将视频信号电动机转动;直流驱动方式则是指工业相机内部增加了镜头光圈电动机的驱动电路,可以直接输出直流控制电压到镜头内的光圈电动机并使其转动。一般视频驱动自动光圈接口使用3个针,即电源正、视频、接地;而直流驱动自动光圈接口使用4个针,即阻尼正、阻尼负、驱动正、驱动负;
6、电子快门:是比照照相机的机械快门功能提出的一个术语,它相当于控制CCD?图像传感器的感光时间;
7、自动增益控制:工业相机输出的视频信号必须达到电视传输规定的标准电平,即0.7VPP,为了能在不同的景物照度条件下都能输出0.7VPP的标准视频信号,必须使放大器的增益能够在较大的范围内进行调节。这种增益调节都是通过检测视频信号的平均电平而自动完成的,实现此功能的电路称为自动增益控制电路,简称AGC电路;
8、背光补偿:也称作逆光补偿或逆光补正,它可以有效补偿工业相机在逆光环境下拍摄时画面主体黑暗的缺陷;
9、线锁定同步:是一种利用交流电源来锁定工业相机场同步脉冲的一种同步方式。当图出现因交流电源造成的网波干扰时,将此开关拨到线锁定同步(L、L)的位置,就可以消除交流电源的干扰;
10、白平衡与黑平衡:白平衡是彩色工业相机的重要参数,它直接影响重现图像的彩色效果,当工业相机的白平衡设置不当时,重现图像就会出现偏色现象,特别是会使原本不带色彩的景物也着上了颜色。黑平衡也是彩色工业相机的一个重要参数,它是指工业相机在拍摄黑色景物或者盖上镜头盖时,输出的?3?个基本电平应相等,使在监视器屏幕上重现出纯黑白色;
11、水平相位调整:水平相位(HP)也称作行相位,它与彩色副载波具有严格的锁定关系;
12、垂直相位调整:也称作场相位,它与行相位也具有严格的锁定关系,主要是用于保证正确的电视扫描规律。
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