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機(jī)器視覺攝像頭應(yīng)用功能簡介
機(jī)器視覺攝像頭應(yīng)用功能簡介
機(jī)器視覺系統(tǒng)是指通過機(jī)器視覺產(chǎn)品（即圖像攝取裝置，分為CMOS和CCD兩種）將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號，傳送給圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號；圖像系統(tǒng)對這些信號進(jìn)行各種運(yùn)算來抽取目標(biāo)的特征，進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場的設(shè)備動作。
在機(jī)器視覺系統(tǒng)中，包含獨(dú)立的攝像頭，采用業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的電氣接口，如火線IEEE1394接口、USB接口或千兆以太網(wǎng)接口(GigE Vision interface)等。機(jī)器視覺攝像頭的典型應(yīng)用可分為離線處理功能的攝像頭和在線處理功能的攝像頭。
離線處理功能的攝像頭可單獨(dú)對攝像頭供電，并可通過電氣接口將原始數(shù)據(jù)傳送至主機(jī)。視頻傳輸既可以是連續(xù)幀，也可以是單幀數(shù)據(jù)，具體取決于應(yīng)用的需要。單幀捕獲與視頻傳輸被稱作觸發(fā)模式，需要外部系統(tǒng)通常以CMOS級向攝像頭系統(tǒng)發(fā)送電子脈沖。攝像頭邏輯將啟動一個幀集成，并通過電氣接口將掃描的數(shù)據(jù)發(fā)送至主機(jī)。在某些情況下，原始數(shù)據(jù)通過總線與同步信號、時(shí)鐘和數(shù)據(jù)一起發(fā)送給幀接收器等終端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。幀接收器在存儲器中存儲數(shù)據(jù)，隨后可由主機(jī)應(yīng)用軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行存取以處理和控制。
離線處理的一大優(yōu)勢在于，單靠一個主機(jī)就能滿足攝像頭操控與系統(tǒng)控制兩者之需。但是由于視頻數(shù)據(jù)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(yīng)用，比如器件生產(chǎn)過程中傳送帶上的產(chǎn)品檢查。
由于近來DSP處理器發(fā)展非常快，已經(jīng)具備實(shí)時(shí)執(zhí)行復(fù)雜算法的計(jì)算功能，因此也使得攝像頭的在線處理成為可能。在線處理功能的攝像頭包括感應(yīng)器與DSP處理器，二者可通過非粘接邏輯、也可通過某種粘接邏輯連接。DMA 將感應(yīng)器掃描的視頻直接發(fā)送至DSP 存儲器，并進(jìn)行逐幀處理。控制函數(shù)的終結(jié)果由處理器在被控制的系統(tǒng)中直接啟動，或在主機(jī)上作為命令啟動。
在線處理功能的攝像頭進(jìn)行視頻處理的優(yōu)勢在于，數(shù)據(jù)處理可實(shí)時(shí)進(jìn)行，而且在火線、USB 或千兆以太網(wǎng)接口上沒有分組處理的負(fù)擔(dān)。可采用字節(jié)優(yōu)化型匯編代碼，在時(shí)鐘頻率超過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(yīng)用至關(guān)重要，例如，能夠檢查出傳送帶上移動過快的的器件。一個幀圖像的計(jì)算完成并采取相應(yīng)行動后，才可以繼續(xù)向系統(tǒng)傳輸下一個圖像幀。