Dalsa采集卡如何与数字相机配合工作

1、 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Freerun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 . 191：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X64CL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

2、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Sapera LT采集配置软件。2. 软件界面介绍： 该软件界面分为5大区域，为本地采集卡及其端口选择区；为常用相机配置文件选择区；为相机参数配置区；为相机采集显示区；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：在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

3、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Virtual Devices，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：在区中显示在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，用户也可在区中自行输入相机配置参数并存入区中的Users Configuration File目录下。5 相机采集显示区：l Grab/Freeze：连续采集，二次按下停止采集；l Snap：单帧采集； l Trigger： 模拟外部触发（当相机被设置为外触发模式下时，

4、按下此按钮能够在没有连接外触发源的情况下模拟外触发方式）；l Stretch Display：根据当前窗口大小自动调整显示窗口；l Reset Display Ratio：调整显示窗口与相机比例为1:1；l Zoom：放大；l Statistics：直方图及图像信息显示窗口l Bayer Decoder(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-Processing>>Flat Field Correction>>Software进行Bayer滤波，弹出设置对话框（或选择采集显示区的Bayer Decod

5、er快捷键 ） l 像素排列格式选择：GBRG / BGGR / RGGB / GRBG（根据相机选择）；l 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）；法则3：易保留图像边缘，适用于各类颜色的图像。l 校正因子：作用在贝塞尔滤波后。默认值为1，即不使用校正；校正：可扩展暗电平，降低噪声，匹配相机，获得线性输出。l 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

6、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。l 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FreeRun模式下 当S2相机工作在FreeRun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：l 通过超级终端软件联接Dalsa相机，输入“gcp”，查看相机参数l 查看曝光模式（Exposure Mode），是否为2或1l 如果曝光模式不是1，输入命令“sem 2”，把曝光模式改为2。l 在Winow

7、s 开始菜单栏运行Sapera CamExpert软件程序 | Dalsa | SaperaLT| CamExpertl CamExpert打开后，点击X64-CL_ipro采集卡，选择 CameraLink Base Mono #1采集设备。l 在相机窗口会列出X64-CL_ipro 采集卡所支持的相机。其中Users Configuration File 区域，为用户自定义的“.ccf”文件l 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。l 可以通过CamExpert 的 status bar 来查看相机的

8、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status bar 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。l 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。l 点击 FileSave 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“basic

9、timing”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S22K40相机参数）l 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（Pixel Depth）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8 bits数据时，Sapera内存类型为8 bits，选择10bits时，Sapera 内存为16bits。l Data Valid：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disablel Camera Sensor Geometry是指相机的数据输出格式，如

10、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P26K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freerun模式下修改一些参数，使采集卡配合相机的工作方式。4.1 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（

11、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12V的偏置电压可以用下面的电路产生。TTL电平接入电路常用电压产生电路4.2 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

12、，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。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

13、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

14、出设置输出需要在“相机配置区域”的“Advanced Control”控制栏里设置： Line Sync Source：行同步源。Free-run时为None。 Internal Line Trigger 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Internal Line Trigger Frequency (in HZ)栏里设置。 External Line Trigger 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。 Shaft Endoder input 表示采集卡接收到编码器信号，然后向相机发出行信号。 Camera Lin

15、e Trigger Frequency Min （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。Camera Control method selected：用来选择上面提到的输出信号的类型。包括Line Trigger、 Line Integration（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 Line Integration Method Setting 或 Line Trigger Method Setting有具体设置时，才会有Line Trigger、 Line Integration选项，否则为N

16、one） Line Integration Method Setting：点击后弹出对话框如下，共有四种脉冲输出方式，根据需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。 Line Trigger Method Setting：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（external trigger）时，或者按照上面提到的Internal trigger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。CC1CC4：有下

17、面一些选项 CC（Camera Control）定义为采集卡控制相机的端口。Camera Link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Camera control method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），TDI Linescan Direction（用于TDI线扫描相机的扫描方向控制）。二、输入需要在“相机配置区域”的“External Trigger”控制栏里设置：External Trigger：有Enable，Disable两个选项，控制是否

18、有信号输入External Trigger Detection：用来设置采集卡检测信号的格式，主要有Active Low（输入信号为低电平时，采集卡接收到信号），Active High（输入信号为高电平时，采集卡接收到信号），Rising Edge（输入信号从低电平变为高电平时，上升沿，采集卡接收到一个信号），Falling Edge（输入信号由高电平变为低电平时，下降沿，采集卡接收到一个信号）。DualInput Trigger Rising Edge 与 DualInput Trigger Falling Edge分别对应双输入的上升沿、下降沿触发。External Trigger Lev

19、el：输入信号类型，分为RS422（差分信号）， TTL电平（输入高电平>=2.0V，输入低电平<=0.8V）External Trigger Minimum Duration：可以设置最小有效的脉冲宽度，以us为单位。当输入脉宽小于设定数值时，采集卡会忽略该脉冲。该选项可以滤掉一些干扰脉冲，在一定程度上起到整形滤波的作用。Frame Count per External Trigger：采集卡每接收到一个输入信号，采集图像的帧数，该选项用于面阵相机。接线阵相机时无效。Shaft Encoder Edge Multiplier：倍频，每检测到一个信号沿，可以放大，相当于接收到多个，

20、进行多次触发。External Line Trigger Source：Automatic（采集卡自动检测编码器信号），From Shaft Encoder Input A（通过编码器输入一个A信号），From Shaft Encoder Input B （通过编码器输入一个B信号），From Shaft Encoder Input A and B（同时输入A，B两个信号）Shaft Encoder Edge Drop：编码器的A、B信号频率相同，但相位上有差异。采集卡接编码器信号时，系统为沿触发，即上升沿与下降沿都会触发。这样每个脉冲会产生两个触发。所以需要设置Edge Drop。如下图所示

21、，为编码器配合相机工作方式5的时序图（曝光时间，线速度与设置及编码器信号有关，每个系统不同）。当同时接入A、B，需要丢掉3个沿信号，当只接入一个信号时，需要丢掉1个沿信号。三、 每种触发方式设置（1） 触发模式3、6，两种触发方式基本相同，差别在于6为固定曝光时间，3的曝光时间随采集频率变化。通过超级终端设置相机工作方式l 按照4.1的介绍连接硬件设备，其中行触发信号通过DB25的8、21脚（Shaft Encoder A）或9、22脚（Shaft Encoder B）连接。l Line Sync Source设置为External Line Trigger（TTL触发源）或 Shaft En

22、coder Input（编码器输入）。l 根据时序图可以看出，这两种触发需要输入由高到低的一个电平信号进行触发，所以Line Trigger Method Setting选择Method1，Pulse极性为Low，电平延时一般设置1020us，触发延时可以根据需要设置。同时Camera Control method Selected选择Line Triggerl 采集卡传输给相机的Pulse信号通过CC1输出，所以把CC1设置为Pulse0。l 如果有帧信号或接面阵相机时，对External Trigger进行设置。把External Trigger 设置为Enable，其他参数如帧信号极性，

23、最小脉宽等按照实际应用进行设置l External Line Trigger Source 可以设置为自动，或者根据接入信号的情况选择A，B或者AB。l 如Line Sync Source设置为编码器信号，还需要对Shaft Encoder信号进行设置。倍频根据需要设置。如单独接入A或B，Shaft Encoder Edge Drop设置为1，如果同时接入AB，Shaft Encoder Edge Drop设置为3。（2） 模式4，由脉宽控制曝光时间。一般线扫描相机很少直接用外部脉宽来控制曝光时间。可以由采集卡发出脉冲，并设置脉冲宽度来控制相机曝光。在这种曝光方式下，我们可以看到，相机需要一个

24、高电平脉冲触发工作，所以在该模式下工作时，注意把脉冲的极性改为高电平。l 按照4.1的介绍连接硬件设备，其中行触发信号通过DB25的8、21脚（Shaft Encoder A）或9、22脚（Shaft Encoder B）连接。l Line Sync Source设置为External Line Trigger（TTL触发源）或 Shaft Encoder Input（编码器输入）。l Line Integration Method Setting选择Method3，Pulse极性为High，曝光时间可以手动设置，触发延时可以根据需要设置。如下图所示。同时Camera Control meth

25、od Selected选择Line Integration。l 采集卡传输给相机的Pulse1信号通过CC1输出，所以把CC1设置为Pulse1。l 如果有帧信号或接面阵相机时，对External Trigger进行设置。把External Trigger 设置为Enable，其他参数如帧信号极性，最小脉宽等按照实际应用进行设置l External Line Trigger Source 可以设置为自动，或者根据接入信号的情况选择A，B或者AB。l 如Line Sync Source设置为编码器信号，还需要对Shaft Encoder信号进行设置。倍频根据需要设置。如单独接入A或B，Shaft

26、 Encoder Edge Drop设置为1，如果同时接入AB，Shaft Encoder Edge Drop设置为3。面扫描相机有外部触发脉宽直接控制相机曝光的方式，这种方式下，外触发信号通过采集卡直接输出给相机，采集卡起滤波整形作用，不改变波形。如下图所示（3） 模式5，这种触发方式需要同时给相机输入两个脉冲，相互配合来控制相机的采集频率及曝光时间。我们看时序图，当PRIN信号上升沿时相机开始曝光，Exync信号下降沿曝光结束。而采集卡Integration Method 1刚好可以对应这样的脉冲输出方式。其中Pulse 0对应PRIN信号，Pulse 1对应Exync信号。l 按照4.1

27、的介绍连接硬件设备，其中行触发信号通过DB25的8、21脚（Shaft Encoder A）或9、22脚（Shaft Encoder B）连接。l Line Sync Source设置为External Line Trigger（TTL触发源）或 Shaft Encoder Input（编码器输入）。l Line Integration Method Setting选择Method1，设置按照上图所示。同时Camera Control method Selected选择Line Integration。l 采集卡传输给相机的Pulse1 Exync信号通过CC1输出，所以把CC1设置为Pulse1。Pulse 0 PRIN信号通过CC2输出，把CC2设置为Pulse0。l 如果有帧信号或接面阵相机时，对External Trigger进行设置。把External Trigger 设置为Enable，其他参数如帧信号极性，最小脉宽等按照实际应用进行设置l External Line Trigger Source 可以设置为自动，或者根据接入信号的情况选择A，B或者AB。l 如Line Sync Source设置为编码器信号，还需要对Shaft Encoder