Dalsa采集卡如何与数字相机配合工作

Dalsa采集卡如何与数字相机配合工作目录1:简介……………………………………………………...42:CamExpert简介…………………………………………...43:S2工作在Free－run模式下……………………………...74:S2工作在外触发模式下………………………………….105:使用固定或可变图像长度……………………………….1921：简介本文档主要介绍Dalsa公司的CameraLink采集卡与CameraLink数字相机如何进行配置工作。以Dalsa的X64－CL采集卡与Dalsa公司的S2线扫描相机为例，详细描述相机的每种工作方式下，硬件，软件应该如何设置，使系统正常工作。主要包括：1.CamExpet简介2.S2在Free-run模式下工作3.S2在外触发模式下工作4.S2与编码器同步采集，使用固定或可变图像的区别2：CamExpert简介1.进入CamExpert：双击桌面上的“CamExpert”图标运行SaperaLT采集配置软件。2.软件界面介绍：①③②⑤④该软件界面分为5大区域，①为本地采集卡及其端口选择区；②为常用相机配置文件选择区；③为相机参数配置区；④为相机采集显示区；⑤为操作显示区。下面分别介绍各区域的功能及使用。3.本地采集卡及其端口选择区：3在①区中显示了所有本地可用的设备，用户可根据需要选则采集卡。Dalsa的采集卡一般远离主板的端口为＃1，或CameraLinkBase接口；靠近主板的端口为＃2或CameraLinkMedium、CameraLinkFull接口。如相机连接采集卡上＃1端口则选择“cameralink#1”；反之则选择“cameralink#2”；如在菜单View中选择VirtualDevices，可看到该软件可支持的所有板卡型号（见下图）。4.常用相机配置文件选择区：在②区中显示在①区中所选采集卡能够支持的常用相机配置文件，用户可轻松选择无需人工输入配置参数。同时，用户也可在③区中自行输入相机配置参数并存入②区中的User’sConfigurationFile目录下。5．相机采集显示区：Grab/Freeze：连续采集，二次按下停止采集；Snap：单帧采集；Trigger：模拟外部触发（当相机被设置为外触发模式下时，按下此按钮能够在没4有连接外触发源的情况下模拟外触发方式）；StretchDisplay：根据当前窗口大小自动调整显示窗口；ResetDisplayRatio：调整显示窗口与相机比例为1:1；Zoom：放大；Statistics：直方图及图像信息显示窗口BayerDecoder(用于Bayer滤波彩色面阵相机)：Bayer参数设置，按下后弹出参数设置对话框进行进一步设置。选择Pre-ProcessingFlatFieldCorrectionSoftware进行Bayer滤波，弹出设置对话框（或选择采集显示区的BayerDecoder快捷键）像素排列格式选择转换规则选择自动白平衡颜色增益调节γ校正因子输入像素排列格式选择：GBRG/BGGR/RGGB/GRBG（根据相机选择）；转换法则选择：法则1：双线性差值（转换速度快，但易平滑图像边缘）；法则2：易保留图像边缘（当图像中含绿色较多时效果最好，否则很易受到噪声信号干扰）；5法则3：易保留图像边缘，适用于各类颜色的图像。γ校正因子：作用在贝塞尔滤波后。默认值为1，即不使用γ校正；γ校正：可扩展暗电平，降低噪声，匹配相机，获得线性输出。颜色增益调节（手动白平衡）：白平衡：白平衡是对红、绿、蓝三个分量的平衡。由于光敏元件在不同光照下RGB三分量的输出是不平衡的，从而会产生图像在色彩上的失真，如偏蓝或偏红，因此需要白平衡以使相机能反映实际景物真实颜色。通常相机完成白平衡分为自动、手动或软件实现。自动白平衡：首先在采集显示区选取静态图像中实际颜色为白色的一块区域，之后按下“自动白平衡”按钮。3：S2工作在Free－Run模式下当S2相机工作在Free－Run模式下时，是指相机按照内部的SYNC及PRIN信号工作，默认情况下线扫描速度最大，曝光时间在对应的线速度下最大。首先确认S2相机的工作状态：通过超级终端软件联接Dalsa相机，输入“gcp”，查看相机参数查看曝光模式（ExposureMode），是否为2或1如果曝光模式不是1，输入命令“sem2”，把曝光模式改为2。在Winows开始菜单栏运行SaperaCamExpert软件程序|Dalsa|SaperaLT|CamExpertCamExpert打开后，点击X64-CL_ipro采集卡，选择CameraLinkBaseMono#1采集设备。在相机窗口会列出X64-CL_ipro采集卡所支持的相机。其中User’sConfigurationFile区域，为用户自定义的“.ccf”文件选择相机配置文件。当相机工作在内同步的模式下，点击“Grab”按钮后，显示窗口会显示采集到的图像。需要把相机对准光强的地方。可以通过CamExpert的statusbar来查看相机的时钟信号状况，以确定系统是否连接正确。当系统正确连接时，在相机Free-run模式下，所有信号都为绿色，如果有信号不正确，对应statusbar的状态为红色。也可以通过查看采集卡的状态灯来确定系统是否有问题。采集正常时，采集卡的led灯会呈绿色并不停闪耀。这种Free-run曝光方式通常用来验证线扫描系统的搭建，也可以用于对与速度跟踪要求不高的检测设备。6点击File－Save对话框，保存相机的配置文件（*.ccf）。下次做调试时可以直接选择相应的配置文件。另外用户进行项目的二次开发时，初始化系统需要用到相机的配置文件。当配置一款新相机时，在上面提到的参数设置区选择“basictiming”区域，根据相机参数输入水平像素数，时钟频率等信号。（以下为S2－2K40相机参数）相机类型分为线扫描与面扫描，色彩类型分为彩色与黑白。像素深度（PixelDepth）与相机数字输出相关，S2相机支持8bits或10bits输出，可通过超级终端设置。当选择8bits数据时，Sapera内存类型为8bits，选择10bits时，Sapera内存为16bits。DataValid：一些CameraLink相机会在行有效或者帧有效信号中加入数字有效信号。S2相机没有这个信号，所以选择disableCameraSensorGeometry是指相机的数据输出格式，如单通道输出，双通道奇偶输出，双通道左右输出等等。根据相机数据的不同输出格式，采集卡可以对数据进行重组，以输出完整的一副图像。S2相机的输出方式由其说明书可知为一个通道，如下图7所以此项选择单通道输出，如图所示多通道输出的相机，输出方式不同，需要选择相对应的输出方式，例如P2－6K相机，四个通道输出，输出方式就应该按照下面的图示进行设置。4：S2工作在外触发模式下当控制S2相机工作在外触发模式下时，需要通过超级终端修改相机的工作方式，同时还要在原来S2相机free－run模式下修改一些参数，使采集卡配合相机的工作方式。84.1硬件连接方式在断电条件下，将连接线一端与采集卡上的J4端口连接，另一端（DB25）与外同步信号相连。行同步信号从DB25端口的8（+）和21(+/地)接入，帧同步信号则从6（+）和19(+/地)接入。如接面阵相机，只需要接入帧同步信号。采集卡可接收的信号为LVDS/RS422信号。某些触发源或者编码器输出信号为TTL电平信号，为了保证触发的稳定性，当接入TTL信号时，TTL高电平可以直接接LVDS/RS422（＋），TTL地最好做一下电路处理再接入采集卡。如下图所示。其中1～2V的偏置电压可以用下面的电路产生。TTL电平接入电路94.2通过超级终端确定相机的外触发方式。S2相机的工作方式有以下几种。其中SYNC指的是同步信号，PRIN信号为像素复位信号，高电平时相机曝光，低电平时像素电荷清空复位。模式1、2均为内部时钟工作方式，相机按照内部的时序进行工作。区别是模式1的线扫描速度与曝光时间不可修改，线扫描速度为相机所能达到的最大值，曝光时间为在此线扫描速度下，最大的曝光时间，约为1/线速度。模式3下，相机的线扫描速度由外触发信号的频率决定，但最大不能超过模式1下的线扫描速度。曝光时间为触发线速度下的最大值。所以这种曝光模式下，当触发信号频率不定，发生变化时，曝光时间会发生变化。如果光源的亮度不变，所采集到的图像会有明显的明暗变化。常用电压产生电路10模式4下，相机的线扫描速度由外触发信号的频率决定，曝光时间与外触发信号的脉宽相同。模式5下，相机的线扫描速度由外触发信号的频率决定，曝光时间由SYNC信号配合PRIN信号联合控制。模式6下，相机的线扫描速度由外触发信号的频率决定，曝光时间固定，用户可以自己设置曝光时间的大小，但时间不能超过1/线速度，否则图像会出现异常。4.3通过CamExpert设置采集卡的输入输出配合相机的外触发方式。相机要工作在外触发模式下，必须提供外部触发信号，而且信号相对比较复杂。用户可以自己做电路来控制信号输入，但比较复杂，而且还要另外从CameraLink标准线引出管脚输入信号。一般我们采用图像采集卡输出信号的工作方式，这样采集卡的设置就分为两部分，一部分是输出信号设置，另外一部分是对外部输入触发信号的设置。一、输出设置输出需要在“相机配置区域”的“AdvancedControl”控制栏里设置：11LineSyncSource：行同步源。Free-run时为None。InternalLineTrigger表示采集卡按照固定的频率发出行信号，频率可以在下面的‘InternalLineTriggerFrequency(inHZ)’栏里设置。ExternalLineTrigger表示采集卡接收外部触发信号，然后向相机发出行信号，一般外触发信号为TTL电平信号时选用此选项。ShaftEndoderinput表示采集卡接收到编码器信号，然后向相机发出行信号。CameraLineTriggerFrequencyMin（Max）：分别表示CameraExpert里设置频率数的最小最低值，当设置的数值超出范围时，程序会报警。CameraControlmethodselected：用来选择上面提到的输出信号的类型。包括LineTrigger、LineIntegration（积分）两种。其中每一种方式可以选择设置信号脉冲的具体参数。（注：当LineIntegrationMethodSetting或LineTriggerMethodSetting有具体设置时，才会有LineTrigger、LineIntegration选项，否则为None）LineIntegrationMethodSetting：点击后弹出对话框如下，共有四种脉冲输出方式，根据需12要选择合适的信号脉冲输出。一般需要输出两个脉冲信号，比较复杂的触发方式会选择这种方法。LineTriggerMethodSetting：点击后弹出下面的对话框。只有一种脉冲信号输出方式，适用于比较简单的触发方式。通过时序图可以看出，当采集卡接收到一个外触发信号（externaltrigger）时，或者按照上面提到的Internaltrigger设置的频率发出触发信号时，会产生一个Pulse0，其中Pulse0的脉宽，极性，延时可以手动设置。CC1～CC4：有下面一些选项CC（CameraControl）定义为采集卡控制相机的端口。CameraLink接口中总共有四个端口控制相机。CC可以定义为High（一直为高电平），Low（一直为低电平），Pulse＃0（即在Cameracontrolmethod选项中选择的Pulse输出信号），Pulse＃1（同Pluse＃0，用于需要输出两个脉冲的情况），TDILinescanDirection（用于TDI线扫描相机的扫描方向控制）。13二、输入需要在“相机配置区域”的“Extern