機器視覺(jué)應用的攝像頭設計

攝像頭連接到主機的電氣接口包括：

1 火線(xiàn) IEEE 1394 接口

2 USB 接口

3 自動(dòng)化圖像協(xié)會(huì )定義的千兆以太網(wǎng)視覺(jué)接口 (GigE Vision interface)

4 合成模擬視頻接口

5 LVDS

離線(xiàn)處理的一大優(yōu)勢在于，單靠一個(gè)主機就能滿(mǎn)足攝像頭操控與系統控制兩者之需。不過(guò)，由于視頻數據從攝像頭每幀傳輸存在一定的延遲，因此這種處理方式不適用于實(shí)時(shí)處理的應用，比如器件生產(chǎn)過(guò)程中傳送帶上的產(chǎn)品檢查。

2 在線(xiàn)處理功能的攝像頭

近期，DSP 處理器發(fā)展非?？?，已經(jīng)具備實(shí)時(shí)執行復雜算法的計算功能，因此也使得攝像頭的在線(xiàn)處理成為可能。此類(lèi)攝像頭包括感應器與 DSP 處理器，二者可通過(guò)非粘接邏輯、也可通過(guò)某種粘接邏輯連接。DMA 將感應器掃描的視頻直接發(fā)送至 DSP 存儲器，并進(jìn)行逐幀處理?？刂坪瘮档淖罱K結果由處理器在被控制的系統中直接啟動(dòng)，或在主機上作為命令啟動(dòng)。

在攝像頭中進(jìn)行視頻處理的優(yōu)勢在于，數據處理可實(shí)時(shí)進(jìn)行，而且在火線(xiàn)、USB 或千兆以太網(wǎng)接口上沒(méi)有分組處理的負擔。我們可采用字節優(yōu)化型匯編代碼，在時(shí)鐘頻率超過(guò) 300 MHz 的 DSP 處理器上加快實(shí)時(shí)處理速度。

圖像算法的實(shí)時(shí)處理對檢查應用至關(guān)重要，例如，能夠檢查出傳送帶上移動(dòng)過(guò)快的的器件。一個(gè)幀圖像的計算完成并采取相應行動(dòng)后，才可以繼續向系統傳輸下一個(gè)圖像幀。

至關(guān)重要的規范：

對于機器視覺(jué)系統來(lái)說(shuō)，圖像質(zhì)量是直接影響最終圖像處理結果的關(guān)鍵因素。特別是在自然光照條件下，圖像質(zhì)量隨著(zhù)光源條件的變化會(huì )有明顯的不同。對諸如“增益”和“曝光時(shí)間”等攝像頭設置作出相應調解可對不穩定的環(huán)境光情況作出補償，從而提高圖像質(zhì)量。

根據最終應用的情況和感應器與掃描對象的距離，光源可由單獨的設備提供，也可以是攝像頭透鏡周邊的一部分。如果光源在攝像頭周邊，那么攝像頭可與光源一起移動(dòng)。常用的光源包括鹵素燈泡、熒光燈泡以及發(fā)光二極管 (LED) 等。

影響圖像質(zhì)量的因素包括：

1 光照強度

2 光照方向

3 目標距離

4 焦距

5 采樣率

6 曝光時(shí)間和增益

7 暗漏電流

8 分辨率（像素數量）

透鏡的選擇與要求：