為什么機器視覺需要標準

區(qū)域固體傳感器掃描相機開始取代電子管在上世紀80年代初，雖然這是很多年前的熱管的空間分辨率可以匹配和一些早期的固態(tài)攝像機有一個非常有限的動態(tài)范圍和個別傳感器網(wǎng)站或欄目的網(wǎng)站差異很大的反應，導致在固定模式的陰影。

然而，從一開始，固態(tài)傳感器有一個優(yōu)勢電子管：他們是幾何穩(wěn)定，用的管，它可以從所有的扭曲和掃描的電子束的非線性和遭受相比，幾何形狀是近乎完美 隨著時間的推移而變化。這包括短期作為攝像機升溫，在數(shù)天或數(shù)周的長期，和不可預知的磁或靜電場的影響下。

不幸的是，從這些精確尺寸和間隔的傳感器元件具有采集到的圖像數(shù)據(jù)，從到達每個站點的光子產(chǎn)生的電荷被混合成連續(xù)的模擬數(shù)據(jù)流，以便傳送連接到框架抓取器在所述處理器，其中，一個模擬 - 數(shù)字轉(zhuǎn)換器（A / D器件）將流分為數(shù)據(jù)包，并分配一個數(shù)字信號電平（通常為0到255）到每個分組，并將該級別（灰度級）轉(zhuǎn)換成的存儲器地址。

該存儲器地址對應于單個圖像元素或像素，大約這將在所有的后續(xù)處理中使用的圖象信息的最小單位。不幸的是，從模擬流導出的象素不一定與在攝像機中的幾何完美的“像素”（嚴格地說，傳感器部位）對應。

順便說一句，請注意，行掃描相機從來沒有模擬標準的好處，從來沒有一個大眾市場的線掃描相機相媲美的區(qū)域掃描市場，雖然設(shè)備本身被廣泛使用在傳真機和文檔掃描儀。這意味著，一個行掃描相機只會與一個接口板從同一制造商插入到處理器系統(tǒng)中進行通信。隨著軟件可編程接口板的問世，一個被釋放的需要“同一個源”的線掃描相機和接口，但它仍然是必要的設(shè)置的接口，以適應相機使用。

 

技術(shù)繼續(xù)推進

在上世紀80年代末固態(tài)攝像機從數(shù)字輸出開始出現(xiàn)，尤其是柯達megaplus設(shè)備。在早期的幾年中，這些相機遭受了相同的問題，缺乏傳輸標準的線掃描相機，需要一個匹配的接口設(shè)備在處理器。解決這個問題的一個方法是將攝像頭和處理器，這是在上世紀九十年代初做Steve Dickerson教授喬治亞，導致DVT視覺公司和它的“智能相機”。

如果一個人可以放棄模擬傳輸?shù)氖褂?，把能量水平的?shù)字化的傳感器網(wǎng)站到相機本身，并將得到的灰度信息的數(shù)字格式的處理器，然后總像素同步采集可沒有混合的站點之間的數(shù)據(jù)除了可能發(fā)生的傳感器本身硅內(nèi)實現(xiàn)，也許是“開花”，收到了比他們能應付在曝光期間更多的光子的網(wǎng)站。此外，一旦連續(xù)的范圍內(nèi)的灰度級已被數(shù)字化，在相機內(nèi)產(chǎn)生的最小的噪聲的數(shù)字化的信號可以被發(fā)送在一個相當?shù)木嚯x，沒有噪聲或其他干擾的危險的信號在遠端的解釋的危險。

像素同步捕獲的優(yōu)點是什么？要像素同步圖像采集的最重要的原因是，它使系統(tǒng)充分利用的幾何完美的傳感器結(jié)構(gòu)，使測量的子像素插值。這種子像素的能力是有用的，當使用視覺的統(tǒng)計過程控制，其中通常一個愿望的再現(xiàn)性測量是十分之一，甚至二十分之一的公差范圍。

 

顯著的變化

1995年看到幾個重要的事件對視覺社區(qū)。最重要的是PCI總線的介紹，第一個標準PC總線可以全速處理視頻數(shù)據(jù)，通過獨有的蘋果Nubus已經(jīng)這樣做了好幾年。

同年，原來的協(xié)議IEE1394（火線），理論上的標準，就可以直接進入計算機的記憶沒有圖像采集卡傳輸數(shù)字視頻的干預。通過一個圖形用戶界面廣泛提供的窗口95的出現(xiàn)。今年也看到第一個USB標準，雖然一些機器視覺相機用它直到它更快的繼任者USB2過來。

世紀之交，相機環(huán)節(jié)標準的出現(xiàn)，第一個標準是專為機器視覺行業(yè)而發(fā)展起來的。最初，本標準不包括功率將超過有線傳輸設(shè)備，但最近的標準已經(jīng)擴展到相機連接電源（POCL）。目前有一個更快的版本的Camera Link高速鏈路方案稱，數(shù)碼相機，現(xiàn)在有超過1000萬像素的重要。

所有的這些接口，攝像頭，USB IEE1394和遭受在允許的電纜長度的攝像頭和處理器之間的限制，除非信號轉(zhuǎn)換為光纖的旅行。2003和2006之間，GigE Vision和genicam標準開發(fā)的一個工業(yè)相機制造商協(xié)會和供應商使用千兆以太網(wǎng)通信協(xié)議。視覺可以在很長的長度，使用低成本的標準電纜的快速圖像傳輸，使得處理器可以容納從生產(chǎn)線環(huán)境放在一個辦公環(huán)境。

所以在視覺與標準接口之間的相機和圖像采集框架，促進來自不同制造商。一個標準的GigE視覺自動成像協(xié)會主辦在在相機的標準，它允許一個處理器的溝通與彼此確定的相機有什么設(shè)施和他們?nèi)绾慰梢钥刂频?，是歐洲機器視覺協(xié)會主辦。

此外，該鏈路是相對便宜，終端裝置可以在現(xiàn)場組裝的電纜已經(jīng)通過管道抽取后，如果數(shù)字照相機正在取代模擬之一，電纜可能已經(jīng)到位。 CoaXPress可以處理比千兆以太網(wǎng)更高的數(shù)據(jù)速率，替代長距離選擇的時機不確定性。

對于許多用戶，CoaXPress的主要優(yōu)點是可能的速度中的一個;它是比最快當前標準接口用于數(shù)字相機，攝像機鏈路，其具有嚴重的長度的限制相對于千兆或CoaXpress，雖然HSLink某些版本預計會更快更快。