CCD檢測知識2：數(shù)碼相機(jī)的接口

由于傳輸噪聲，失真或其他信號降級不影響正在傳輸?shù)男畔?，因此在過去十年中，數(shù)碼相機(jī)已變得越來越流行。由于輸出信號是數(shù)字信號，因此在傳輸過程中幾乎沒有信息丟失。隨著越來越多的用戶轉(zhuǎn)向數(shù)碼相機(jī)，成像技術(shù)也得到了發(fā)展，以包括大量的數(shù)字接口。在接下來的十年中，成像環(huán)境將有很大的不同，但是當(dāng)今最常用的接口是捕獲板，FireWire，CameraLink?，GigE和USB（表3）。

與選擇相機(jī)的許多標(biāo)準(zhǔn)一樣，沒有單一的最佳選擇界面，而是必須為手邊的應(yīng)用選擇最合適的設(shè)備。異步或確定性傳輸允許接收數(shù)據(jù)傳輸，從而保證信號完整性，并由于雙向通信而在定時上進(jìn)行傳遞。在同步傳輸中，會發(fā)生計劃的數(shù)據(jù)包傳輸（例如，每125μs），從而保證了定時，但允許以高傳輸速率丟棄數(shù)據(jù)包。

捕獲板

CCD檢測圖像處理通常涉及計算機(jī)的使用。捕獲板允許用戶將模擬攝像機(jī)信號輸出到計算機(jī)中進(jìn)行分析；或模擬信號（NTSC，YC，PAL，CCIR），捕獲板包含一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），以將信號數(shù)字化以進(jìn)行圖像處理。其他可以實時查看信號。然后，用戶可以捕獲圖像并將其保存以備將來操作和打印。捕獲板隨附基本的捕獲軟件，允許用戶保存，打開和查看圖像。捕獲板一詞也指從數(shù)字相機(jī)接口獲取和解釋數(shù)據(jù)所必需的PCI卡，但并不基于標(biāo)準(zhǔn)的計算機(jī)連接器。

火線（IEEE 1394 / IIDC DCAM標(biāo)準(zhǔn)）

由于FireWire端口在計算機(jī)上的廣泛可用性，FireWire（又名IEEE 1394）是一種流行的串行等時攝像機(jī)接口。盡管Firewire.a是傳輸速率較慢的接口之一，但FireWire.a和FireWire.b都允許連接多個攝像機(jī)，并通過FireWire電纜提供電源。不建議熱插拔/熱插拔，因為連接器的設(shè)計可能會導(dǎo)致電源引腳與信號引腳短路，從而可能損壞端口或設(shè)備。

CameraLink?

CameraLink?是專門為機(jī)器視覺應(yīng)用而開發(fā)的高速串行接口標(biāo)準(zhǔn)，尤其是那些涉及CCD檢測自動檢查和過程控制的應(yīng)用。甲相機(jī)草丁采集卡所需的使用，以及功率必須分別向照相機(jī)提供。需要專用電纜，因為除了低壓差分對LVDP信號線之外，還提供了單獨(dú)的異步串行通信通道以保留用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜繋?。單電纜基本配置允許255 MB / s的視頻傳輸速度。雙路輸出（完整配置）允許使用單獨(dú)的攝像機(jī)參數(shù)發(fā)送/接收線，以在極端高速應(yīng)用中釋放更多的數(shù)據(jù)傳輸空間（680 MB / s）。

CameraLink?HS（高速）是CameraLink?接口的擴(kuò)展，通過使用更多的電纜，可以提供更高的速度（在15m處高達(dá)2100MB / s）。此外，CameraLink?HS集成了對最長約300m的光纜的支持。

GigE（GigE視覺標(biāo)準(zhǔn)）

GigE基于千兆位以太網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，并使用標(biāo)準(zhǔn)的Cat-5和Cat-6電纜連接高速相機(jī)接口?？梢詫?biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)硬件（例如交換機(jī)，集線器和中繼器）用于多臺攝像機(jī)，盡管每當(dāng)使用非對等（攝像機(jī)到卡的直接連接）連接時都必須考慮總帶寬。在GigE Vision中，相機(jī)控制寄存器基于EMVA GenICam標(biāo)準(zhǔn)。在某些攝像機(jī)上是可選的，鏈路聚合（LAG，IEEE 802.3ad）并行使用多個以太網(wǎng)端口以提高數(shù)據(jù)傳輸速率，并通過多播來分配處理器負(fù)載。在某些攝像機(jī)的支持下，網(wǎng)絡(luò)精確時間協(xié)議（PTP）可用于同步連接在同一網(wǎng)絡(luò)上的多個攝像機(jī)的時鐘，從而在其關(guān)聯(lián)的曝光之間建立固定的延遲關(guān)系。設(shè)備是可熱交換的。

USB（通用串行總線）

USB 2.0由于在計算機(jī)中無處不在而非常流行。雖然速度不高，但是很方便。最大可達(dá)到的速度取決于USB外圍組件的數(shù)量，因為總線的總傳輸速率固定為480Mb / s。電纜可在任何計算機(jī)商店中買到。在某些情況下，與筆記本電腦一樣，可能有必要單獨(dú)為相機(jī)供電。

USB 3.0具有USB 2.0的即插即用優(yōu)勢，同時允許更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。

CoaXPress

CoaXPress是單電纜高帶寬串行接口，在電纜長度最大為100m的情況下，其最高傳輸速率為6.25Gb / s。可以使用多條電纜，最高速度為25Gb / s。與PoE一樣，同軸供電也是一個可用選項。需要CoaXPress圖像采集卡。

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